sched/numa, mm: Remove p->numa_migrate_deferred
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/profile.h>
28 #include <linux/interrupt.h>
29 #include <linux/mempolicy.h>
30 #include <linux/migrate.h>
31 #include <linux/task_work.h>
32
33 #include <trace/events/sched.h>
34
35 #include "sched.h"
36
37 /*
38  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
39  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
40  *
41  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
42  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
43  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
44  * based scheduling concepts.
45  *
46  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
47  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
48  */
49 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
50 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51
52 /*
53  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
54  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
55  *
56  * Options are:
57  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
58  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
60  */
61 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
62         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
63
64 /*
65  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
66  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
69 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70
71 /*
72  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
73  */
74 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
75
76 /*
77  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
78  * parent will (try to) run first.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
81
82 /*
83  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
84  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
85  *
86  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
87  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
88  * have immediate wakeup/sleep latencies.
89  */
90 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
91 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92
93 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
94
95 /*
96  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
97  * distribution.
98  * (default: 10msec)
99  */
100 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
101
102 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
103 /*
104  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
105  * each time a cfs_rq requests quota.
106  *
107  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
108  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
109  * we will always only issue the remaining available time.
110  *
111  * default: 5 msec, units: microseconds
112   */
113 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
114 #endif
115
116 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
117 {
118         lw->weight += inc;
119         lw->inv_weight = 0;
120 }
121
122 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
123 {
124         lw->weight -= dec;
125         lw->inv_weight = 0;
126 }
127
128 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
129 {
130         lw->weight = w;
131         lw->inv_weight = 0;
132 }
133
134 /*
135  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
136  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
137  * to users decreases. But the relationship is not linear,
138  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
139  * number of CPUs.
140  *
141  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
142  */
143 static int get_update_sysctl_factor(void)
144 {
145         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
146         unsigned int factor;
147
148         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
149         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
150                 factor = 1;
151                 break;
152         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
153                 factor = cpus;
154                 break;
155         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
156         default:
157                 factor = 1 + ilog2(cpus);
158                 break;
159         }
160
161         return factor;
162 }
163
164 static void update_sysctl(void)
165 {
166         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
167
168 #define SET_SYSCTL(name) \
169         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
170         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
171         SET_SYSCTL(sched_latency);
172         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
173 #undef SET_SYSCTL
174 }
175
176 void sched_init_granularity(void)
177 {
178         update_sysctl();
179 }
180
181 #define WMULT_CONST     (~0U)
182 #define WMULT_SHIFT     32
183
184 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
185 {
186         unsigned long w;
187
188         if (likely(lw->inv_weight))
189                 return;
190
191         w = scale_load_down(lw->weight);
192
193         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
194                 lw->inv_weight = 1;
195         else if (unlikely(!w))
196                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
197         else
198                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
199 }
200
201 /*
202  * delta_exec * weight / lw.weight
203  *   OR
204  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
205  *
206  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
207  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
208  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
209  *
210  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
211  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
212  */
213 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
214 {
215         u64 fact = scale_load_down(weight);
216         int shift = WMULT_SHIFT;
217
218         __update_inv_weight(lw);
219
220         if (unlikely(fact >> 32)) {
221                 while (fact >> 32) {
222                         fact >>= 1;
223                         shift--;
224                 }
225         }
226
227         /* hint to use a 32x32->64 mul */
228         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
229
230         while (fact >> 32) {
231                 fact >>= 1;
232                 shift--;
233         }
234
235         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
236 }
237
238
239 const struct sched_class fair_sched_class;
240
241 /**************************************************************
242  * CFS operations on generic schedulable entities:
243  */
244
245 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
246
247 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
248 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
249 {
250         return cfs_rq->rq;
251 }
252
253 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
254 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
255
256 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
257 {
258 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
259         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
260 #endif
261         return container_of(se, struct task_struct, se);
262 }
263
264 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
265 #define for_each_sched_entity(se) \
266                 for (; se; se = se->parent)
267
268 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
269 {
270         return p->se.cfs_rq;
271 }
272
273 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
274 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
275 {
276         return se->cfs_rq;
277 }
278
279 /* runqueue "owned" by this group */
280 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
281 {
282         return grp->my_q;
283 }
284
285 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
286                                        int force_update);
287
288 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
289 {
290         if (!cfs_rq->on_list) {
291                 /*
292                  * Ensure we either appear before our parent (if already
293                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
294                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
295                  * reduces this to two cases.
296                  */
297                 if (cfs_rq->tg->parent &&
298                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
299                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
300                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
301                 } else {
302                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
303                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
304                 }
305
306                 cfs_rq->on_list = 1;
307                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
308                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
309         }
310 }
311
312 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
313 {
314         if (cfs_rq->on_list) {
315                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
316                 cfs_rq->on_list = 0;
317         }
318 }
319
320 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
321 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
322         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
323
324 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
325 static inline int
326 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
327 {
328         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
329                 return 1;
330
331         return 0;
332 }
333
334 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
335 {
336         return se->parent;
337 }
338
339 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
340 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
341 {
342         int depth = 0;
343
344         for_each_sched_entity(se)
345                 depth++;
346
347         return depth;
348 }
349
350 static void
351 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
352 {
353         int se_depth, pse_depth;
354
355         /*
356          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
357          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
358          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
359          * parent.
360          */
361
362         /* First walk up until both entities are at same depth */
363         se_depth = depth_se(*se);
364         pse_depth = depth_se(*pse);
365
366         while (se_depth > pse_depth) {
367                 se_depth--;
368                 *se = parent_entity(*se);
369         }
370
371         while (pse_depth > se_depth) {
372                 pse_depth--;
373                 *pse = parent_entity(*pse);
374         }
375
376         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
377                 *se = parent_entity(*se);
378                 *pse = parent_entity(*pse);
379         }
380 }
381
382 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
383
384 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
385 {
386         return container_of(se, struct task_struct, se);
387 }
388
389 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
390 {
391         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
392 }
393
394 #define entity_is_task(se)      1
395
396 #define for_each_sched_entity(se) \
397                 for (; se; se = NULL)
398
399 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
400 {
401         return &task_rq(p)->cfs;
402 }
403
404 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
405 {
406         struct task_struct *p = task_of(se);
407         struct rq *rq = task_rq(p);
408
409         return &rq->cfs;
410 }
411
412 /* runqueue "owned" by this group */
413 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
414 {
415         return NULL;
416 }
417
418 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
419 {
420 }
421
422 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
423 {
424 }
425
426 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
427                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
428
429 static inline int
430 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
431 {
432         return 1;
433 }
434
435 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
436 {
437         return NULL;
438 }
439
440 static inline void
441 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
442 {
443 }
444
445 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
446
447 static __always_inline
448 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
449
450 /**************************************************************
451  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
452  */
453
454 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
455 {
456         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
457         if (delta > 0)
458                 max_vruntime = vruntime;
459
460         return max_vruntime;
461 }
462
463 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
464 {
465         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
466         if (delta < 0)
467                 min_vruntime = vruntime;
468
469         return min_vruntime;
470 }
471
472 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
473                                 struct sched_entity *b)
474 {
475         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
476 }
477
478 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
479 {
480         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
481
482         if (cfs_rq->curr)
483                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
484
485         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
486                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
487                                                    struct sched_entity,
488                                                    run_node);
489
490                 if (!cfs_rq->curr)
491                         vruntime = se->vruntime;
492                 else
493                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
494         }
495
496         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
497         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
498 #ifndef CONFIG_64BIT
499         smp_wmb();
500         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
501 #endif
502 }
503
504 /*
505  * Enqueue an entity into the rb-tree:
506  */
507 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
508 {
509         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
510         struct rb_node *parent = NULL;
511         struct sched_entity *entry;
512         int leftmost = 1;
513
514         /*
515          * Find the right place in the rbtree:
516          */
517         while (*link) {
518                 parent = *link;
519                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
520                 /*
521                  * We dont care about collisions. Nodes with
522                  * the same key stay together.
523                  */
524                 if (entity_before(se, entry)) {
525                         link = &parent->rb_left;
526                 } else {
527                         link = &parent->rb_right;
528                         leftmost = 0;
529                 }
530         }
531
532         /*
533          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
534          * used):
535          */
536         if (leftmost)
537                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
538
539         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
540         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
541 }
542
543 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
544 {
545         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
546                 struct rb_node *next_node;
547
548                 next_node = rb_next(&se->run_node);
549                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
550         }
551
552         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
553 }
554
555 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
556 {
557         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
558
559         if (!left)
560                 return NULL;
561
562         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
563 }
564
565 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
566 {
567         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
568
569         if (!next)
570                 return NULL;
571
572         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
573 }
574
575 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
576 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
577 {
578         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
579
580         if (!last)
581                 return NULL;
582
583         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
584 }
585
586 /**************************************************************
587  * Scheduling class statistics methods:
588  */
589
590 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
591                 void __user *buffer, size_t *lenp,
592                 loff_t *ppos)
593 {
594         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
595         int factor = get_update_sysctl_factor();
596
597         if (ret || !write)
598                 return ret;
599
600         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
601                                         sysctl_sched_min_granularity);
602
603 #define WRT_SYSCTL(name) \
604         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
605         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
606         WRT_SYSCTL(sched_latency);
607         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
608 #undef WRT_SYSCTL
609
610         return 0;
611 }
612 #endif
613
614 /*
615  * delta /= w
616  */
617 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
618 {
619         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
620                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
621
622         return delta;
623 }
624
625 /*
626  * The idea is to set a period in which each task runs once.
627  *
628  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
629  * this period because otherwise the slices get too small.
630  *
631  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
632  */
633 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
634 {
635         u64 period = sysctl_sched_latency;
636         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
637
638         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
639                 period = sysctl_sched_min_granularity;
640                 period *= nr_running;
641         }
642
643         return period;
644 }
645
646 /*
647  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
648  * proportional to the weight.
649  *
650  * s = p*P[w/rw]
651  */
652 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
653 {
654         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
655
656         for_each_sched_entity(se) {
657                 struct load_weight *load;
658                 struct load_weight lw;
659
660                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
661                 load = &cfs_rq->load;
662
663                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
664                         lw = cfs_rq->load;
665
666                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
667                         load = &lw;
668                 }
669                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
670         }
671         return slice;
672 }
673
674 /*
675  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
676  *
677  * vs = s/w
678  */
679 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
680 {
681         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
682 }
683
684 #ifdef CONFIG_SMP
685 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
686
687 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
688
689 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
690 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
691 {
692         u32 slice;
693
694         p->se.avg.decay_count = 0;
695         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
696         p->se.avg.runnable_avg_sum = slice;
697         p->se.avg.runnable_avg_period = slice;
698         __update_task_entity_contrib(&p->se);
699 }
700 #else
701 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
702 {
703 }
704 #endif
705
706 /*
707  * Update the current task's runtime statistics.
708  */
709 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
710 {
711         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
712         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
713         u64 delta_exec;
714
715         if (unlikely(!curr))
716                 return;
717
718         delta_exec = now - curr->exec_start;
719         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
720                 return;
721
722         curr->exec_start = now;
723
724         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
725                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
726
727         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
728         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
729
730         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
731         update_min_vruntime(cfs_rq);
732
733         if (entity_is_task(curr)) {
734                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
735
736                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
737                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
738                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
739         }
740
741         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
742 }
743
744 static inline void
745 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
746 {
747         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
748 }
749
750 /*
751  * Task is being enqueued - update stats:
752  */
753 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
754 {
755         /*
756          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
757          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
758          */
759         if (se != cfs_rq->curr)
760                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
761 }
762
763 static void
764 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
765 {
766         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
767                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
768         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
769         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
770                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
771 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
772         if (entity_is_task(se)) {
773                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
774                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
775         }
776 #endif
777         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
778 }
779
780 static inline void
781 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
782 {
783         /*
784          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
785          * waiting task:
786          */
787         if (se != cfs_rq->curr)
788                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
789 }
790
791 /*
792  * We are picking a new current task - update its stats:
793  */
794 static inline void
795 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
796 {
797         /*
798          * We are starting a new run period:
799          */
800         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
801 }
802
803 /**************************************************
804  * Scheduling class queueing methods:
805  */
806
807 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
808 /*
809  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
810  * calculated based on the tasks virtual memory size and
811  * numa_balancing_scan_size.
812  */
813 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
814 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
815
816 /* Portion of address space to scan in MB */
817 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
818
819 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
820 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
821
822 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
823 {
824         unsigned long rss = 0;
825         unsigned long nr_scan_pages;
826
827         /*
828          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
829          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
830          * on resident pages
831          */
832         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
833         rss = get_mm_rss(p->mm);
834         if (!rss)
835                 rss = nr_scan_pages;
836
837         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
838         return rss / nr_scan_pages;
839 }
840
841 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
842 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
843
844 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
845 {
846         unsigned int scan, floor;
847         unsigned int windows = 1;
848
849         if (sysctl_numa_balancing_scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
850                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / sysctl_numa_balancing_scan_size;
851         floor = 1000 / windows;
852
853         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
854         return max_t(unsigned int, floor, scan);
855 }
856
857 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
858 {
859         unsigned int smin = task_scan_min(p);
860         unsigned int smax;
861
862         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
863         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
864         return max(smin, smax);
865 }
866
867 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
868 {
869         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
870         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
871 }
872
873 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
874 {
875         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
876         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
877 }
878
879 struct numa_group {
880         atomic_t refcount;
881
882         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
883         int nr_tasks;
884         pid_t gid;
885         struct list_head task_list;
886
887         struct rcu_head rcu;
888         unsigned long total_faults;
889         unsigned long faults[0];
890 };
891
892 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
893 {
894         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
895 }
896
897 static inline int task_faults_idx(int nid, int priv)
898 {
899         return 2 * nid + priv;
900 }
901
902 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
903 {
904         if (!p->numa_faults)
905                 return 0;
906
907         return p->numa_faults[task_faults_idx(nid, 0)] +
908                 p->numa_faults[task_faults_idx(nid, 1)];
909 }
910
911 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
912 {
913         if (!p->numa_group)
914                 return 0;
915
916         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 0)] +
917                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 1)];
918 }
919
920 /*
921  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
922  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
923  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
924  * evenly spread out between numa nodes.
925  */
926 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid)
927 {
928         unsigned long total_faults;
929
930         if (!p->numa_faults)
931                 return 0;
932
933         total_faults = p->total_numa_faults;
934
935         if (!total_faults)
936                 return 0;
937
938         return 1000 * task_faults(p, nid) / total_faults;
939 }
940
941 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid)
942 {
943         if (!p->numa_group || !p->numa_group->total_faults)
944                 return 0;
945
946         return 1000 * group_faults(p, nid) / p->numa_group->total_faults;
947 }
948
949 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
950 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
951 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
952 static unsigned long power_of(int cpu);
953 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
954
955 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
956 struct numa_stats {
957         unsigned long nr_running;
958         unsigned long load;
959
960         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
961         unsigned long power;
962
963         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
964         unsigned long capacity;
965         int has_capacity;
966 };
967
968 /*
969  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
970  */
971 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
972 {
973         int cpu, cpus = 0;
974
975         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
976         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
977                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
978
979                 ns->nr_running += rq->nr_running;
980                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
981                 ns->power += power_of(cpu);
982
983                 cpus++;
984         }
985
986         /*
987          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
988          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
989          * not find this node attractive.
990          *
991          * We'll either bail at !has_capacity, or we'll detect a huge imbalance
992          * and bail there.
993          */
994         if (!cpus)
995                 return;
996
997         ns->load = (ns->load * SCHED_POWER_SCALE) / ns->power;
998         ns->capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(ns->power, SCHED_POWER_SCALE);
999         ns->has_capacity = (ns->nr_running < ns->capacity);
1000 }
1001
1002 struct task_numa_env {
1003         struct task_struct *p;
1004
1005         int src_cpu, src_nid;
1006         int dst_cpu, dst_nid;
1007
1008         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1009
1010         int imbalance_pct;
1011
1012         struct task_struct *best_task;
1013         long best_imp;
1014         int best_cpu;
1015 };
1016
1017 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1018                              struct task_struct *p, long imp)
1019 {
1020         if (env->best_task)
1021                 put_task_struct(env->best_task);
1022         if (p)
1023                 get_task_struct(p);
1024
1025         env->best_task = p;
1026         env->best_imp = imp;
1027         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1028 }
1029
1030 /*
1031  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1032  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1033  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1034  * be exchanged with the source task
1035  */
1036 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1037                               long taskimp, long groupimp)
1038 {
1039         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1040         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1041         struct task_struct *cur;
1042         long dst_load, src_load;
1043         long load;
1044         long imp = (groupimp > 0) ? groupimp : taskimp;
1045
1046         rcu_read_lock();
1047         cur = ACCESS_ONCE(dst_rq->curr);
1048         if (cur->pid == 0) /* idle */
1049                 cur = NULL;
1050
1051         /*
1052          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1053          * source and destination node. Calculate the total differential for
1054          * the source task and potential destination task. The more negative
1055          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1056          * be incurred if the tasks were swapped.
1057          */
1058         if (cur) {
1059                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1060                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1061                         goto unlock;
1062
1063                 /*
1064                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1065                  * in any group then look only at task weights.
1066                  */
1067                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1068                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid) -
1069                               task_weight(cur, env->dst_nid);
1070                         /*
1071                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1072                          * tasks within a group over tiny differences.
1073                          */
1074                         if (cur->numa_group)
1075                                 imp -= imp/16;
1076                 } else {
1077                         /*
1078                          * Compare the group weights. If a task is all by
1079                          * itself (not part of a group), use the task weight
1080                          * instead.
1081                          */
1082                         if (env->p->numa_group)
1083                                 imp = groupimp;
1084                         else
1085                                 imp = taskimp;
1086
1087                         if (cur->numa_group)
1088                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid) -
1089                                        group_weight(cur, env->dst_nid);
1090                         else
1091                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid) -
1092                                        task_weight(cur, env->dst_nid);
1093                 }
1094         }
1095
1096         if (imp < env->best_imp)
1097                 goto unlock;
1098
1099         if (!cur) {
1100                 /* Is there capacity at our destination? */
1101                 if (env->src_stats.has_capacity &&
1102                     !env->dst_stats.has_capacity)
1103                         goto unlock;
1104
1105                 goto balance;
1106         }
1107
1108         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1109         if (src_rq->nr_running == 1 && dst_rq->nr_running == 1)
1110                 goto assign;
1111
1112         /*
1113          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1114          */
1115 balance:
1116         dst_load = env->dst_stats.load;
1117         src_load = env->src_stats.load;
1118
1119         /* XXX missing power terms */
1120         load = task_h_load(env->p);
1121         dst_load += load;
1122         src_load -= load;
1123
1124         if (cur) {
1125                 load = task_h_load(cur);
1126                 dst_load -= load;
1127                 src_load += load;
1128         }
1129
1130         /* make src_load the smaller */
1131         if (dst_load < src_load)
1132                 swap(dst_load, src_load);
1133
1134         if (src_load * env->imbalance_pct < dst_load * 100)
1135                 goto unlock;
1136
1137 assign:
1138         task_numa_assign(env, cur, imp);
1139 unlock:
1140         rcu_read_unlock();
1141 }
1142
1143 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1144                                 long taskimp, long groupimp)
1145 {
1146         int cpu;
1147
1148         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1149                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1150                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1151                         continue;
1152
1153                 env->dst_cpu = cpu;
1154                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1155         }
1156 }
1157
1158 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1159 {
1160         struct task_numa_env env = {
1161                 .p = p,
1162
1163                 .src_cpu = task_cpu(p),
1164                 .src_nid = task_node(p),
1165
1166                 .imbalance_pct = 112,
1167
1168                 .best_task = NULL,
1169                 .best_imp = 0,
1170                 .best_cpu = -1
1171         };
1172         struct sched_domain *sd;
1173         unsigned long taskweight, groupweight;
1174         int nid, ret;
1175         long taskimp, groupimp;
1176
1177         /*
1178          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1179          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1180          *
1181          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1182          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1183          * to satisfy here.
1184          */
1185         rcu_read_lock();
1186         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1187         if (sd)
1188                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1189         rcu_read_unlock();
1190
1191         /*
1192          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1193          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1194          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1195          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1196          */
1197         if (unlikely(!sd)) {
1198                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1199                 return -EINVAL;
1200         }
1201
1202         taskweight = task_weight(p, env.src_nid);
1203         groupweight = group_weight(p, env.src_nid);
1204         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1205         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1206         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid) - taskweight;
1207         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid) - groupweight;
1208         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1209
1210         /* If the preferred nid has capacity, try to use it. */
1211         if (env.dst_stats.has_capacity)
1212                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1213
1214         /* No space available on the preferred nid. Look elsewhere. */
1215         if (env.best_cpu == -1) {
1216                 for_each_online_node(nid) {
1217                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1218                                 continue;
1219
1220                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1221                         taskimp = task_weight(p, nid) - taskweight;
1222                         groupimp = group_weight(p, nid) - groupweight;
1223                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1224                                 continue;
1225
1226                         env.dst_nid = nid;
1227                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1228                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1229                 }
1230         }
1231
1232         /* No better CPU than the current one was found. */
1233         if (env.best_cpu == -1)
1234                 return -EAGAIN;
1235
1236         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1237
1238         /*
1239          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1240          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1241          */
1242         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1243
1244         if (env.best_task == NULL) {
1245                 int ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1246                 return ret;
1247         }
1248
1249         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1250         put_task_struct(env.best_task);
1251         return ret;
1252 }
1253
1254 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1255 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1256 {
1257         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1258         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1259                 return;
1260
1261         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1262         p->numa_migrate_retry = jiffies + HZ;
1263
1264         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1265         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1266                 return;
1267
1268         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1269         task_numa_migrate(p);
1270 }
1271
1272 /*
1273  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1274  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1275  * period will be for the next scan window. If local/remote ratio is below
1276  * NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS) the
1277  * scan period will decrease
1278  */
1279 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1280 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 3
1281
1282 /*
1283  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1284  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1285  * the page accesses are shared with other processes.
1286  * Otherwise, decrease the scan period.
1287  */
1288 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1289                         unsigned long shared, unsigned long private)
1290 {
1291         unsigned int period_slot;
1292         int ratio;
1293         int diff;
1294
1295         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1296         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1297
1298         /*
1299          * If there were no record hinting faults then either the task is
1300          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1301          * to automatic numa balancing. Scan slower
1302          */
1303         if (local + shared == 0) {
1304                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1305                         p->numa_scan_period << 1);
1306
1307                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1308                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1309
1310                 return;
1311         }
1312
1313         /*
1314          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1315          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1316          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1317          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1318          */
1319         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1320         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1321         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1322                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1323                 if (!slot)
1324                         slot = 1;
1325                 diff = slot * period_slot;
1326         } else {
1327                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1328
1329                 /*
1330                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1331                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1332                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1333                  * speaking the intent is that there is little point
1334                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1335                  * simply bounce migrations uselessly
1336                  */
1337                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared));
1338                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1339         }
1340
1341         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1342                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1343         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1344 }
1345
1346 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1347 {
1348         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1349         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1350         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1351         spinlock_t *group_lock = NULL;
1352
1353         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1354         if (p->numa_scan_seq == seq)
1355                 return;
1356         p->numa_scan_seq = seq;
1357         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1358
1359         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1360         if (p->numa_group) {
1361                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1362                 spin_lock(group_lock);
1363         }
1364
1365         /* Find the node with the highest number of faults */
1366         for_each_online_node(nid) {
1367                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1368                 int priv, i;
1369
1370                 for (priv = 0; priv < 2; priv++) {
1371                         long diff;
1372
1373                         i = task_faults_idx(nid, priv);
1374                         diff = -p->numa_faults[i];
1375
1376                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1377                         p->numa_faults[i] >>= 1;
1378                         p->numa_faults[i] += p->numa_faults_buffer[i];
1379                         fault_types[priv] += p->numa_faults_buffer[i];
1380                         p->numa_faults_buffer[i] = 0;
1381
1382                         faults += p->numa_faults[i];
1383                         diff += p->numa_faults[i];
1384                         p->total_numa_faults += diff;
1385                         if (p->numa_group) {
1386                                 /* safe because we can only change our own group */
1387                                 p->numa_group->faults[i] += diff;
1388                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1389                                 group_faults += p->numa_group->faults[i];
1390                         }
1391                 }
1392
1393                 if (faults > max_faults) {
1394                         max_faults = faults;
1395                         max_nid = nid;
1396                 }
1397
1398                 if (group_faults > max_group_faults) {
1399                         max_group_faults = group_faults;
1400                         max_group_nid = nid;
1401                 }
1402         }
1403
1404         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1405
1406         if (p->numa_group) {
1407                 /*
1408                  * If the preferred task and group nids are different,
1409                  * iterate over the nodes again to find the best place.
1410                  */
1411                 if (max_nid != max_group_nid) {
1412                         unsigned long weight, max_weight = 0;
1413
1414                         for_each_online_node(nid) {
1415                                 weight = task_weight(p, nid) + group_weight(p, nid);
1416                                 if (weight > max_weight) {
1417                                         max_weight = weight;
1418                                         max_nid = nid;
1419                                 }
1420                         }
1421                 }
1422
1423                 spin_unlock(group_lock);
1424         }
1425
1426         /* Preferred node as the node with the most faults */
1427         if (max_faults && max_nid != p->numa_preferred_nid) {
1428                 /* Update the preferred nid and migrate task if possible */
1429                 sched_setnuma(p, max_nid);
1430                 numa_migrate_preferred(p);
1431         }
1432 }
1433
1434 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1435 {
1436         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1437 }
1438
1439 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1440 {
1441         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1442                 kfree_rcu(grp, rcu);
1443 }
1444
1445 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1446                         int *priv)
1447 {
1448         struct numa_group *grp, *my_grp;
1449         struct task_struct *tsk;
1450         bool join = false;
1451         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1452         int i;
1453
1454         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1455                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1456                                     2*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1457
1458                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1459                 if (!grp)
1460                         return;
1461
1462                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1463                 spin_lock_init(&grp->lock);
1464                 INIT_LIST_HEAD(&grp->task_list);
1465                 grp->gid = p->pid;
1466
1467                 for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++)
1468                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
1469
1470                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1471
1472                 list_add(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1473                 grp->nr_tasks++;
1474                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1475         }
1476
1477         rcu_read_lock();
1478         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1479
1480         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1481                 goto no_join;
1482
1483         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1484         if (!grp)
1485                 goto no_join;
1486
1487         my_grp = p->numa_group;
1488         if (grp == my_grp)
1489                 goto no_join;
1490
1491         /*
1492          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1493          * the other task will join us.
1494          */
1495         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1496                 goto no_join;
1497
1498         /*
1499          * Tie-break on the grp address.
1500          */
1501         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1502                 goto no_join;
1503
1504         /* Always join threads in the same process. */
1505         if (tsk->mm == current->mm)
1506                 join = true;
1507
1508         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1509         if (flags & TNF_SHARED)
1510                 join = true;
1511
1512         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1513         *priv = !join;
1514
1515         if (join && !get_numa_group(grp))
1516                 goto no_join;
1517
1518         rcu_read_unlock();
1519
1520         if (!join)
1521                 return;
1522
1523         double_lock(&my_grp->lock, &grp->lock);
1524
1525         for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++) {
1526                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
1527                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
1528         }
1529         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1530         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
1531
1532         list_move(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1533         my_grp->nr_tasks--;
1534         grp->nr_tasks++;
1535
1536         spin_unlock(&my_grp->lock);
1537         spin_unlock(&grp->lock);
1538
1539         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1540
1541         put_numa_group(my_grp);
1542         return;
1543
1544 no_join:
1545         rcu_read_unlock();
1546         return;
1547 }
1548
1549 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1550 {
1551         struct numa_group *grp = p->numa_group;
1552         int i;
1553         void *numa_faults = p->numa_faults;
1554
1555         if (grp) {
1556                 spin_lock(&grp->lock);
1557                 for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++)
1558                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
1559                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1560
1561                 list_del(&p->numa_entry);
1562                 grp->nr_tasks--;
1563                 spin_unlock(&grp->lock);
1564                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, NULL);
1565                 put_numa_group(grp);
1566         }
1567
1568         p->numa_faults = NULL;
1569         p->numa_faults_buffer = NULL;
1570         kfree(numa_faults);
1571 }
1572
1573 /*
1574  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
1575  */
1576 void task_numa_fault(int last_cpupid, int node, int pages, int flags)
1577 {
1578         struct task_struct *p = current;
1579         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
1580         int priv;
1581
1582         if (!numabalancing_enabled)
1583                 return;
1584
1585         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
1586         if (!p->mm)
1587                 return;
1588
1589         /* Do not worry about placement if exiting */
1590         if (p->state == TASK_DEAD)
1591                 return;
1592
1593         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
1594         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
1595                 int size = sizeof(*p->numa_faults) * 2 * nr_node_ids;
1596
1597                 /* numa_faults and numa_faults_buffer share the allocation */
1598                 p->numa_faults = kzalloc(size * 2, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
1599                 if (!p->numa_faults)
1600                         return;
1601
1602                 BUG_ON(p->numa_faults_buffer);
1603                 p->numa_faults_buffer = p->numa_faults + (2 * nr_node_ids);
1604                 p->total_numa_faults = 0;
1605                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1606         }
1607
1608         /*
1609          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
1610          * to be private if the accessing pid has not changed
1611          */
1612         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
1613                 priv = 1;
1614         } else {
1615                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
1616                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
1617                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
1618         }
1619
1620         task_numa_placement(p);
1621
1622         /*
1623          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
1624          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
1625          */
1626         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
1627                 numa_migrate_preferred(p);
1628
1629         if (migrated)
1630                 p->numa_pages_migrated += pages;
1631
1632         p->numa_faults_buffer[task_faults_idx(node, priv)] += pages;
1633         p->numa_faults_locality[!!(flags & TNF_FAULT_LOCAL)] += pages;
1634 }
1635
1636 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
1637 {
1638         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
1639         p->mm->numa_scan_offset = 0;
1640 }
1641
1642 /*
1643  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
1644  * Triggered from task_tick_numa().
1645  */
1646 void task_numa_work(struct callback_head *work)
1647 {
1648         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
1649         struct task_struct *p = current;
1650         struct mm_struct *mm = p->mm;
1651         struct vm_area_struct *vma;
1652         unsigned long start, end;
1653         unsigned long nr_pte_updates = 0;
1654         long pages;
1655
1656         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
1657
1658         work->next = work; /* protect against double add */
1659         /*
1660          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
1661          *
1662          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
1663          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
1664          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
1665          * work.
1666          */
1667         if (p->flags & PF_EXITING)
1668                 return;
1669
1670         if (!mm->numa_next_scan) {
1671                 mm->numa_next_scan = now +
1672                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1673         }
1674
1675         /*
1676          * Enforce maximal scan/migration frequency..
1677          */
1678         migrate = mm->numa_next_scan;
1679         if (time_before(now, migrate))
1680                 return;
1681
1682         if (p->numa_scan_period == 0) {
1683                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1684                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1685         }
1686
1687         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1688         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
1689                 return;
1690
1691         /*
1692          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
1693          * the next time around.
1694          */
1695         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
1696
1697         start = mm->numa_scan_offset;
1698         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
1699         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
1700         if (!pages)
1701                 return;
1702
1703         down_read(&mm->mmap_sem);
1704         vma = find_vma(mm, start);
1705         if (!vma) {
1706                 reset_ptenuma_scan(p);
1707                 start = 0;
1708                 vma = mm->mmap;
1709         }
1710         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
1711                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(p, vma))
1712                         continue;
1713
1714                 /*
1715                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
1716                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
1717                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
1718                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
1719                  */
1720                 if (!vma->vm_mm ||
1721                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
1722                         continue;
1723
1724                 /*
1725                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
1726                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
1727                  */
1728                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
1729                         continue;
1730
1731                 do {
1732                         start = max(start, vma->vm_start);
1733                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
1734                         end = min(end, vma->vm_end);
1735                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
1736
1737                         /*
1738                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
1739                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
1740                          * address space is quickly skipped.
1741                          */
1742                         if (nr_pte_updates)
1743                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
1744
1745                         start = end;
1746                         if (pages <= 0)
1747                                 goto out;
1748                 } while (end != vma->vm_end);
1749         }
1750
1751 out:
1752         /*
1753          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
1754          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
1755          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
1756          * scanner to the start so check it now.
1757          */
1758         if (vma)
1759                 mm->numa_scan_offset = start;
1760         else
1761                 reset_ptenuma_scan(p);
1762         up_read(&mm->mmap_sem);
1763 }
1764
1765 /*
1766  * Drive the periodic memory faults..
1767  */
1768 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1769 {
1770         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1771         u64 period, now;
1772
1773         /*
1774          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
1775          */
1776         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
1777                 return;
1778
1779         /*
1780          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
1781          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
1782          * task needs to have done some actual work before we bother with
1783          * NUMA placement.
1784          */
1785         now = curr->se.sum_exec_runtime;
1786         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
1787
1788         if (now - curr->node_stamp > period) {
1789                 if (!curr->node_stamp)
1790                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
1791                 curr->node_stamp += period;
1792
1793                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
1794                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
1795                         task_work_add(curr, work, true);
1796                 }
1797         }
1798 }
1799 #else
1800 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1801 {
1802 }
1803
1804 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1805 {
1806 }
1807
1808 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1809 {
1810 }
1811 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1812
1813 static void
1814 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1815 {
1816         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1817         if (!parent_entity(se))
1818                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1819 #ifdef CONFIG_SMP
1820         if (entity_is_task(se)) {
1821                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1822
1823                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
1824                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
1825         }
1826 #endif
1827         cfs_rq->nr_running++;
1828 }
1829
1830 static void
1831 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1832 {
1833         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1834         if (!parent_entity(se))
1835                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1836         if (entity_is_task(se)) {
1837                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
1838                 list_del_init(&se->group_node);
1839         }
1840         cfs_rq->nr_running--;
1841 }
1842
1843 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1844 # ifdef CONFIG_SMP
1845 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
1846 {
1847         long tg_weight;
1848
1849         /*
1850          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
1851          * to gain a more accurate current total weight. See
1852          * update_cfs_rq_load_contribution().
1853          */
1854         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
1855         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1856         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
1857
1858         return tg_weight;
1859 }
1860
1861 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1862 {
1863         long tg_weight, load, shares;
1864
1865         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
1866         load = cfs_rq->load.weight;
1867
1868         shares = (tg->shares * load);
1869         if (tg_weight)
1870                 shares /= tg_weight;
1871
1872         if (shares < MIN_SHARES)
1873                 shares = MIN_SHARES;
1874         if (shares > tg->shares)
1875                 shares = tg->shares;
1876
1877         return shares;
1878 }
1879 # else /* CONFIG_SMP */
1880 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1881 {
1882         return tg->shares;
1883 }
1884 # endif /* CONFIG_SMP */
1885 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
1886                             unsigned long weight)
1887 {
1888         if (se->on_rq) {
1889                 /* commit outstanding execution time */
1890                 if (cfs_rq->curr == se)
1891                         update_curr(cfs_rq);
1892                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1893         }
1894
1895         update_load_set(&se->load, weight);
1896
1897         if (se->on_rq)
1898                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1899 }
1900
1901 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
1902
1903 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1904 {
1905         struct task_group *tg;
1906         struct sched_entity *se;
1907         long shares;
1908
1909         tg = cfs_rq->tg;
1910         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1911         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1912                 return;
1913 #ifndef CONFIG_SMP
1914         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
1915                 return;
1916 #endif
1917         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
1918
1919         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
1920 }
1921 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1922 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1923 {
1924 }
1925 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1926
1927 #ifdef CONFIG_SMP
1928 /*
1929  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
1930  * Note: The tables below are dependent on this value.
1931  */
1932 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
1933 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
1934 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
1935
1936 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
1937 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
1938         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
1939         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
1940         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
1941         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
1942         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
1943         0x85aac367, 0x82cd8698,
1944 };
1945
1946 /*
1947  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
1948  * over-estimates when re-combining.
1949  */
1950 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
1951             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
1952          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
1953         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
1954 };
1955
1956 /*
1957  * Approximate:
1958  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
1959  */
1960 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
1961 {
1962         unsigned int local_n;
1963
1964         if (!n)
1965                 return val;
1966         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
1967                 return 0;
1968
1969         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
1970         local_n = n;
1971
1972         /*
1973          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
1974          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
1975          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
1976          *
1977          * To achieve constant time decay_load.
1978          */
1979         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
1980                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
1981                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
1982         }
1983
1984         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
1985         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
1986         return val >> 32;
1987 }
1988
1989 /*
1990  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
1991  * average will be: \Sum 1024*y^n
1992  *
1993  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
1994  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
1995  */
1996 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
1997 {
1998         u32 contrib = 0;
1999
2000         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2001                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2002         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2003                 return LOAD_AVG_MAX;
2004
2005         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2006         do {
2007                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2008                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2009
2010                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2011         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2012
2013         contrib = decay_load(contrib, n);
2014         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2015 }
2016
2017 /*
2018  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2019  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2020  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2021  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2022  *
2023  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2024  *      p0            p1           p2
2025  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2026  *
2027  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2028  *
2029  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2030  * following representation of historical load:
2031  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2032  *
2033  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2034  *   y^32 = 0.5
2035  *
2036  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2037  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2038  * (u_0).
2039  *
2040  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2041  * sum again by y is sufficient to update:
2042  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2043  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2044  */
2045 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
2046                                                         struct sched_avg *sa,
2047                                                         int runnable)
2048 {
2049         u64 delta, periods;
2050         u32 runnable_contrib;
2051         int delta_w, decayed = 0;
2052
2053         delta = now - sa->last_runnable_update;
2054         /*
2055          * This should only happen when time goes backwards, which it
2056          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2057          */
2058         if ((s64)delta < 0) {
2059                 sa->last_runnable_update = now;
2060                 return 0;
2061         }
2062
2063         /*
2064          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2065          * approximation of 1us and fast to compute.
2066          */
2067         delta >>= 10;
2068         if (!delta)
2069                 return 0;
2070         sa->last_runnable_update = now;
2071
2072         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2073         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
2074         if (delta + delta_w >= 1024) {
2075                 /* period roll-over */
2076                 decayed = 1;
2077
2078                 /*
2079                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2080                  * out how much from delta we need to complete the current
2081                  * period and accrue it.
2082                  */
2083                 delta_w = 1024 - delta_w;
2084                 if (runnable)
2085                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2086                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
2087
2088                 delta -= delta_w;
2089
2090                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2091                 periods = delta / 1024;
2092                 delta %= 1024;
2093
2094                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2095                                                   periods + 1);
2096                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
2097                                                      periods + 1);
2098
2099                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2100                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2101                 if (runnable)
2102                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2103                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
2104         }
2105
2106         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2107         if (runnable)
2108                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2109         sa->runnable_avg_period += delta;
2110
2111         return decayed;
2112 }
2113
2114 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2115 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2116 {
2117         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2118         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2119
2120         decays -= se->avg.decay_count;
2121         if (!decays)
2122                 return 0;
2123
2124         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2125         se->avg.decay_count = 0;
2126
2127         return decays;
2128 }
2129
2130 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2131 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2132                                                  int force_update)
2133 {
2134         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2135         long tg_contrib;
2136
2137         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2138         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2139
2140         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2141                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2142                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2143         }
2144 }
2145
2146 /*
2147  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2148  * representation for computing load contributions.
2149  */
2150 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2151                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2152 {
2153         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2154         long contrib;
2155
2156         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2157         contrib = div_u64((u64)sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2158                           sa->runnable_avg_period + 1);
2159         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2160
2161         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2162                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2163                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2164         }
2165 }
2166
2167 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2168 {
2169         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2170         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2171         int runnable_avg;
2172
2173         u64 contrib;
2174
2175         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2176         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2177                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2178
2179         /*
2180          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2181          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2182          * load as a task of equal weight.
2183          *
2184          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2185          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2186          * lower-bound on the true value.
2187          *
2188          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2189          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2190          * understating by the aggregate of their overlap.
2191          *
2192          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2193          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2194          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2195          *
2196          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2197          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2198          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2199          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2200          * our upper bound of 1-cpu.
2201          */
2202         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2203         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2204                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2205                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2206         }
2207 }
2208 #else
2209 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2210                                                  int force_update) {}
2211 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2212                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2213 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2214 #endif
2215
2216 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2217 {
2218         u32 contrib;
2219
2220         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2221         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2222         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2223         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2224 }
2225
2226 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2227 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2228 {
2229         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2230
2231         if (entity_is_task(se)) {
2232                 __update_task_entity_contrib(se);
2233         } else {
2234                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2235                 __update_group_entity_contrib(se);
2236         }
2237
2238         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2239 }
2240
2241 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2242                                                  long load_contrib)
2243 {
2244         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2245                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2246         else
2247                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2248 }
2249
2250 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2251
2252 /* Update a sched_entity's runnable average */
2253 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2254                                           int update_cfs_rq)
2255 {
2256         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2257         long contrib_delta;
2258         u64 now;
2259
2260         /*
2261          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2262          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2263          */
2264         if (entity_is_task(se))
2265                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2266         else
2267                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2268
2269         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2270                 return;
2271
2272         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2273
2274         if (!update_cfs_rq)
2275                 return;
2276
2277         if (se->on_rq)
2278                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2279         else
2280                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2281 }
2282
2283 /*
2284  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2285  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2286  */
2287 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2288 {
2289         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2290         u64 decays;
2291
2292         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2293         if (!decays && !force_update)
2294                 return;
2295
2296         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2297                 unsigned long removed_load;
2298                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2299                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2300         }
2301
2302         if (decays) {
2303                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2304                                                       decays);
2305                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2306                 cfs_rq->last_decay = now;
2307         }
2308
2309         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2310 }
2311
2312 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2313 {
2314         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2315         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2316 }
2317
2318 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2319 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2320                                                   struct sched_entity *se,
2321                                                   int wakeup)
2322 {
2323         /*
2324          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2325          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2326          * accumulated while sleeping.
2327          *
2328          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2329          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2330          * constructed load_avg_contrib.
2331          */
2332         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2333                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2334                 if (se->avg.decay_count) {
2335                         /*
2336                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2337                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2338                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2339                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2340                          * approximate this using our carried decays, which are
2341                          * explicitly atomically readable.
2342                          */
2343                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2344                                                         << 20;
2345                         update_entity_load_avg(se, 0);
2346                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2347                         se->avg.decay_count = 0;
2348                 }
2349                 wakeup = 0;
2350         } else {
2351                 __synchronize_entity_decay(se);
2352         }
2353
2354         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2355         if (wakeup) {
2356                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2357                 update_entity_load_avg(se, 0);
2358         }
2359
2360         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2361         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2362         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2363 }
2364
2365 /*
2366  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2367  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2368  * blocked_load_avg.
2369  */
2370 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2371                                                   struct sched_entity *se,
2372                                                   int sleep)
2373 {
2374         update_entity_load_avg(se, 1);
2375         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2376         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2377
2378         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2379         if (sleep) {
2380                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2381                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2382         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2383 }
2384
2385 /*
2386  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2387  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2388  * be the only way to update the runnable statistic.
2389  */
2390 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2391 {
2392         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2397  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2398  * be the only way to update the runnable statistic.
2399  */
2400 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2401 {
2402         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2403 }
2404
2405 #else
2406 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2407                                           int update_cfs_rq) {}
2408 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2409 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2410                                            struct sched_entity *se,
2411                                            int wakeup) {}
2412 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2413                                            struct sched_entity *se,
2414                                            int sleep) {}
2415 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2416                                               int force_update) {}
2417 #endif
2418
2419 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2420 {
2421 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2422         struct task_struct *tsk = NULL;
2423
2424         if (entity_is_task(se))
2425                 tsk = task_of(se);
2426
2427         if (se->statistics.sleep_start) {
2428                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2429
2430                 if ((s64)delta < 0)
2431                         delta = 0;
2432
2433                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2434                         se->statistics.sleep_max = delta;
2435
2436                 se->statistics.sleep_start = 0;
2437                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2438
2439                 if (tsk) {
2440                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2441                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2442                 }
2443         }
2444         if (se->statistics.block_start) {
2445                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2446
2447                 if ((s64)delta < 0)
2448                         delta = 0;
2449
2450                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2451                         se->statistics.block_max = delta;
2452
2453                 se->statistics.block_start = 0;
2454                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2455
2456                 if (tsk) {
2457                         if (tsk->in_iowait) {
2458                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2459                                 se->statistics.iowait_count++;
2460                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2461                         }
2462
2463                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2464
2465                         /*
2466                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2467                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2468                          * amount of time that the task spent sleeping:
2469                          */
2470                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2471                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2472                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2473                                                 delta >> 20);
2474                         }
2475                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2476                 }
2477         }
2478 #endif
2479 }
2480
2481 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2482 {
2483 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2484         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2485
2486         if (d < 0)
2487                 d = -d;
2488
2489         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2490                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2491 #endif
2492 }
2493
2494 static void
2495 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2496 {
2497         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2498
2499         /*
2500          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2501          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2502          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2503          * stays open at the end.
2504          */
2505         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2506                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2507
2508         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2509         if (!initial) {
2510                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2511
2512                 /*
2513                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2514                  * for a gentler effect of sleepers:
2515                  */
2516                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2517                         thresh >>= 1;
2518
2519                 vruntime -= thresh;
2520         }
2521
2522         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2523         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2524 }
2525
2526 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2527
2528 static void
2529 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2530 {
2531         /*
2532          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2533          * through calling update_curr().
2534          */
2535         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2536                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2537
2538         /*
2539          * Update run-time statistics of the 'current'.
2540          */
2541         update_curr(cfs_rq);
2542         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2543         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2544         update_cfs_shares(cfs_rq);
2545
2546         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2547                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2548                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
2549         }
2550
2551         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
2552         check_spread(cfs_rq, se);
2553         if (se != cfs_rq->curr)
2554                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
2555         se->on_rq = 1;
2556
2557         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
2558                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
2559                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
2560         }
2561 }
2562
2563 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
2564 {
2565         for_each_sched_entity(se) {
2566                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2567                 if (cfs_rq->last == se)
2568                         cfs_rq->last = NULL;
2569                 else
2570                         break;
2571         }
2572 }
2573
2574 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
2575 {
2576         for_each_sched_entity(se) {
2577                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2578                 if (cfs_rq->next == se)
2579                         cfs_rq->next = NULL;
2580                 else
2581                         break;
2582         }
2583 }
2584
2585 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
2586 {
2587         for_each_sched_entity(se) {
2588                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2589                 if (cfs_rq->skip == se)
2590                         cfs_rq->skip = NULL;
2591                 else
2592                         break;
2593         }
2594 }
2595
2596 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2597 {
2598         if (cfs_rq->last == se)
2599                 __clear_buddies_last(se);
2600
2601         if (cfs_rq->next == se)
2602                 __clear_buddies_next(se);
2603
2604         if (cfs_rq->skip == se)
2605                 __clear_buddies_skip(se);
2606 }
2607
2608 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2609
2610 static void
2611 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2612 {
2613         /*
2614          * Update run-time statistics of the 'current'.
2615          */
2616         update_curr(cfs_rq);
2617         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2618
2619         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
2620         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
2621 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2622                 if (entity_is_task(se)) {
2623                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
2624
2625                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
2626                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2627                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
2628                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2629                 }
2630 #endif
2631         }
2632
2633         clear_buddies(cfs_rq, se);
2634
2635         if (se != cfs_rq->curr)
2636                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2637         se->on_rq = 0;
2638         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2639
2640         /*
2641          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
2642          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
2643          * movement in our normalized position.
2644          */
2645         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
2646                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
2647
2648         /* return excess runtime on last dequeue */
2649         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2650
2651         update_min_vruntime(cfs_rq);
2652         update_cfs_shares(cfs_rq);
2653 }
2654
2655 /*
2656  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2657  */
2658 static void
2659 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2660 {
2661         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
2662         struct sched_entity *se;
2663         s64 delta;
2664
2665         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
2666         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
2667         if (delta_exec > ideal_runtime) {
2668                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2669                 /*
2670                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
2671                  * re-elected due to buddy favours.
2672                  */
2673                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
2674                 return;
2675         }
2676
2677         /*
2678          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
2679          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
2680          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
2681          */
2682         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
2683                 return;
2684
2685         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2686         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
2687
2688         if (delta < 0)
2689                 return;
2690
2691         if (delta > ideal_runtime)
2692                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2693 }
2694
2695 static void
2696 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2697 {
2698         /* 'current' is not kept within the tree. */
2699         if (se->on_rq) {
2700                 /*
2701                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
2702                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
2703                  * runqueue.
2704                  */
2705                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
2706                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2707         }
2708
2709         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
2710         cfs_rq->curr = se;
2711 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2712         /*
2713          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
2714          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
2715          * when there are only lesser-weight tasks around):
2716          */
2717         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
2718                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
2719                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
2720         }
2721 #endif
2722         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
2723 }
2724
2725 static int
2726 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
2727
2728 /*
2729  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
2730  * 1) keep things fair between processes/task groups
2731  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
2732  * 3) pick the "last" process, for cache locality
2733  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
2734  */
2735 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
2736 {
2737         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2738         struct sched_entity *left = se;
2739
2740         /*
2741          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
2742          * be done without getting too unfair.
2743          */
2744         if (cfs_rq->skip == se) {
2745                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
2746                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
2747                         se = second;
2748         }
2749
2750         /*
2751          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
2752          */
2753         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
2754                 se = cfs_rq->last;
2755
2756         /*
2757          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
2758          */
2759         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
2760                 se = cfs_rq->next;
2761
2762         clear_buddies(cfs_rq, se);
2763
2764         return se;
2765 }
2766
2767 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2768
2769 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
2770 {
2771         /*
2772          * If still on the runqueue then deactivate_task()
2773          * was not called and update_curr() has to be done:
2774          */
2775         if (prev->on_rq)
2776                 update_curr(cfs_rq);
2777
2778         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
2779         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2780
2781         check_spread(cfs_rq, prev);
2782         if (prev->on_rq) {
2783                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
2784                 /* Put 'current' back into the tree. */
2785                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
2786                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
2787                 update_entity_load_avg(prev, 1);
2788         }
2789         cfs_rq->curr = NULL;
2790 }
2791
2792 static void
2793 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
2794 {
2795         /*
2796          * Update run-time statistics of the 'current'.
2797          */
2798         update_curr(cfs_rq);
2799
2800         /*
2801          * Ensure that runnable average is periodically updated.
2802          */
2803         update_entity_load_avg(curr, 1);
2804         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
2805         update_cfs_shares(cfs_rq);
2806
2807 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2808         /*
2809          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
2810          * validating it and just reschedule.
2811          */
2812         if (queued) {
2813                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2814                 return;
2815         }
2816         /*
2817          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
2818          */
2819         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
2820                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
2821                 return;
2822 #endif
2823
2824         if (cfs_rq->nr_running > 1)
2825                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
2826 }
2827
2828
2829 /**************************************************
2830  * CFS bandwidth control machinery
2831  */
2832
2833 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
2834
2835 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
2836 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
2837
2838 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
2839 {
2840         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
2841 }
2842
2843 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
2844 {
2845         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
2846 }
2847
2848 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
2849 {
2850         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
2851 }
2852 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
2853 static bool cfs_bandwidth_used(void)
2854 {
2855         return true;
2856 }
2857
2858 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
2859 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
2860 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
2861
2862 /*
2863  * default period for cfs group bandwidth.
2864  * default: 0.1s, units: nanoseconds
2865  */
2866 static inline u64 default_cfs_period(void)
2867 {
2868         return 100000000ULL;
2869 }
2870
2871 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
2872 {
2873         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
2874 }
2875
2876 /*
2877  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
2878  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
2879  * additional synchronization around rq->lock.
2880  *
2881  * requires cfs_b->lock
2882  */
2883 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2884 {
2885         u64 now;
2886
2887         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2888                 return;
2889
2890         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
2891         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
2892         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
2893 }
2894
2895 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2896 {
2897         return &tg->cfs_bandwidth;
2898 }
2899
2900 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
2901 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2902 {
2903         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
2904                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
2905
2906         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
2907 }
2908
2909 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
2910 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2911 {
2912         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2913         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
2914         u64 amount = 0, min_amount, expires;
2915
2916         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
2917         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
2918
2919         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2920         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2921                 amount = min_amount;
2922         else {
2923                 /*
2924                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
2925                  * period must have elapsed since the last consumption.
2926                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
2927                  * active.
2928                  */
2929                 if (!cfs_b->timer_active) {
2930                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2931                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
2932                 }
2933
2934                 if (cfs_b->runtime > 0) {
2935                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
2936                         cfs_b->runtime -= amount;
2937                         cfs_b->idle = 0;
2938                 }
2939         }
2940         expires = cfs_b->runtime_expires;
2941         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2942
2943         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
2944         /*
2945          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
2946          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
2947          * issued.
2948          */
2949         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
2950                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2951
2952         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
2953 }
2954
2955 /*
2956  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
2957  * fact that rq->clock snapshots this value.
2958  */
2959 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2960 {
2961         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2962
2963         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
2964         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
2965                 return;
2966
2967         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
2968                 return;
2969
2970         /*
2971          * If the local deadline has passed we have to consider the
2972          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
2973          * has not truly expired.
2974          *
2975          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
2976          * whether the global deadline has advanced.
2977          */
2978
2979         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
2980                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
2981                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
2982         } else {
2983                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
2984                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
2985         }
2986 }
2987
2988 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
2989 {
2990         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
2991         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
2992         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2993
2994         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2995                 return;
2996
2997         /*
2998          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
2999          * hierarchy can be throttled
3000          */
3001         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3002                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3003 }
3004
3005 static __always_inline
3006 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3007 {
3008         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3009                 return;
3010
3011         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3012 }
3013
3014 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3015 {
3016         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3017 }
3018
3019 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3020 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3021 {
3022         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3023 }
3024
3025 /*
3026  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3027  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3028  * load-balance operations.
3029  */
3030 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3031                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3032 {
3033         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3034
3035         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3036         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3037
3038         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3039                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3040 }
3041
3042 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3043 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3044 {
3045         struct rq *rq = data;
3046         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3047
3048         cfs_rq->throttle_count--;
3049 #ifdef CONFIG_SMP
3050         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3051                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3052                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3053                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3054         }
3055 #endif
3056
3057         return 0;
3058 }
3059
3060 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3061 {
3062         struct rq *rq = data;
3063         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3064
3065         /* group is entering throttled state, stop time */
3066         if (!cfs_rq->throttle_count)
3067                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3068         cfs_rq->throttle_count++;
3069
3070         return 0;
3071 }
3072
3073 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3074 {
3075         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3076         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3077         struct sched_entity *se;
3078         long task_delta, dequeue = 1;
3079
3080         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3081
3082         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3083         rcu_read_lock();
3084         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3085         rcu_read_unlock();
3086
3087         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3088         for_each_sched_entity(se) {
3089                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3090                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3091                 if (!se->on_rq)
3092                         break;
3093
3094                 if (dequeue)
3095                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3096                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3097
3098                 if (qcfs_rq->load.weight)
3099                         dequeue = 0;
3100         }
3101
3102         if (!se)
3103                 rq->nr_running -= task_delta;
3104
3105         cfs_rq->throttled = 1;
3106         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3107         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3108         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3109         if (!cfs_b->timer_active)
3110                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3111         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3112 }
3113
3114 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3115 {
3116         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3117         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3118         struct sched_entity *se;
3119         int enqueue = 1;
3120         long task_delta;
3121
3122         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3123
3124         cfs_rq->throttled = 0;
3125
3126         update_rq_clock(rq);
3127
3128         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3129         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3130         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3131         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3132
3133         /* update hierarchical throttle state */
3134         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3135
3136         if (!cfs_rq->load.weight)
3137                 return;
3138
3139         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3140         for_each_sched_entity(se) {
3141                 if (se->on_rq)
3142                         enqueue = 0;
3143
3144                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3145                 if (enqueue)
3146                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3147                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3148
3149                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3150                         break;
3151         }
3152
3153         if (!se)
3154                 rq->nr_running += task_delta;
3155
3156         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3157         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3158                 resched_task(rq->curr);
3159 }
3160
3161 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3162                 u64 remaining, u64 expires)
3163 {
3164         struct cfs_rq *cfs_rq;
3165         u64 runtime = remaining;
3166
3167         rcu_read_lock();
3168         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3169                                 throttled_list) {
3170                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3171
3172                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3173                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3174                         goto next;
3175
3176                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3177                 if (runtime > remaining)
3178                         runtime = remaining;
3179                 remaining -= runtime;
3180
3181                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3182                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3183
3184                 /* we check whether we're throttled above */
3185                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3186                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3187
3188 next:
3189                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3190
3191                 if (!remaining)
3192                         break;
3193         }
3194         rcu_read_unlock();
3195
3196         return remaining;
3197 }
3198
3199 /*
3200  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3201  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3202  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3203  * used to track this state.
3204  */
3205 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3206 {
3207         u64 runtime, runtime_expires;
3208         int idle = 1, throttled;
3209
3210         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3211         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3212         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3213                 goto out_unlock;
3214
3215         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3216         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
3217         idle = cfs_b->idle && !throttled;
3218         cfs_b->nr_periods += overrun;
3219
3220         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
3221         if (idle)
3222                 goto out_unlock;
3223
3224         /*
3225          * if we have relooped after returning idle once, we need to update our
3226          * status as actually running, so that other cpus doing
3227          * __start_cfs_bandwidth will stop trying to cancel us.
3228          */
3229         cfs_b->timer_active = 1;
3230
3231         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3232
3233         if (!throttled) {
3234                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3235                 cfs_b->idle = 1;
3236                 goto out_unlock;
3237         }
3238
3239         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3240         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3241
3242         /*
3243          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
3244          * to unthrottle them before making it generally available.  This
3245          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
3246          * allowed to run.
3247          */
3248         runtime = cfs_b->runtime;
3249         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3250         cfs_b->runtime = 0;
3251
3252         /*
3253          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
3254          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
3255          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
3256          */
3257         while (throttled && runtime > 0) {
3258                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3259                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3260                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3261                                                  runtime_expires);
3262                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3263
3264                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3265         }
3266
3267         /* return (any) remaining runtime */
3268         cfs_b->runtime = runtime;
3269         /*
3270          * While we are ensured activity in the period following an
3271          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3272          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3273          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3274          */
3275         cfs_b->idle = 0;
3276 out_unlock:
3277         if (idle)
3278                 cfs_b->timer_active = 0;
3279         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3280
3281         return idle;
3282 }
3283
3284 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3285 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3286 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3287 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3288 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3289 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3290
3291 /*
3292  * Are we near the end of the current quota period?
3293  *
3294  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3295  * hrtimer base being cleared by __hrtimer_start_range_ns. In the case of
3296  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3297  */
3298 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3299 {
3300         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3301         u64 remaining;
3302
3303         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3304         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3305                 return 1;
3306
3307         /* is a quota refresh about to occur? */
3308         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3309         if (remaining < min_expire)
3310                 return 1;
3311
3312         return 0;
3313 }
3314
3315 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3316 {
3317         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3318
3319         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3320         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3321                 return;
3322
3323         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3324                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3325 }
3326
3327 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3328 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3329 {
3330         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3331         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3332
3333         if (slack_runtime <= 0)
3334                 return;
3335
3336         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3337         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3338             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3339                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3340
3341                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3342                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3343                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3344                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3345         }
3346         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3347
3348         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3349         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3350 }
3351
3352 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3353 {
3354         if (!cfs_bandwidth_used())
3355                 return;
3356
3357         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3358                 return;
3359
3360         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3361 }
3362
3363 /*
3364  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3365  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3366  */
3367 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3368 {
3369         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3370         u64 expires;
3371
3372         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3373         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3374         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3375                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3376                 return;
3377         }
3378
3379         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
3380                 runtime = cfs_b->runtime;
3381                 cfs_b->runtime = 0;
3382         }
3383         expires = cfs_b->runtime_expires;
3384         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3385
3386         if (!runtime)
3387                 return;
3388
3389         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3390
3391         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3392         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3393                 cfs_b->runtime = runtime;
3394         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3395 }
3396
3397 /*
3398  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3399  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3400  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3401  */
3402 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3403 {
3404         if (!cfs_bandwidth_used())
3405                 return;
3406
3407         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3408         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3409                 return;
3410
3411         /* ensure the group is not already throttled */
3412         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3413                 return;
3414
3415         /* update runtime allocation */
3416         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3417         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3418                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3419 }
3420
3421 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3422 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3423 {
3424         if (!cfs_bandwidth_used())
3425                 return;
3426
3427         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3428                 return;
3429
3430         /*
3431          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3432          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3433          */
3434         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3435                 return;
3436
3437         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3438 }
3439
3440 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3441 {
3442         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3443                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3444         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3445
3446         return HRTIMER_NORESTART;
3447 }
3448
3449 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3450 {
3451         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3452                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3453         ktime_t now;
3454         int overrun;
3455         int idle = 0;
3456
3457         for (;;) {
3458                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3459                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3460
3461                 if (!overrun)
3462                         break;
3463
3464                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3465         }
3466
3467         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3468 }
3469
3470 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3471 {
3472         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3473         cfs_b->runtime = 0;
3474         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3475         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3476
3477         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3478         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3479         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3480         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3481         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3482 }
3483
3484 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3485 {
3486         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3487         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3488 }
3489
3490 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3491 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3492 {
3493         /*
3494          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3495          * period or because we're racing with the tear-down path
3496          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3497          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3498          */
3499         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer)) &&
3500                hrtimer_try_to_cancel(&cfs_b->period_timer) < 0) {
3501                 /* bounce the lock to allow do_sched_cfs_period_timer to run */
3502                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3503                 cpu_relax();
3504                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3505                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3506                 if (cfs_b->timer_active)
3507                         return;
3508         }
3509
3510         cfs_b->timer_active = 1;
3511         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3512 }
3513
3514 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3515 {
3516         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3517         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3518 }
3519
3520 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
3521 {
3522         struct cfs_rq *cfs_rq;
3523
3524         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3525                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3526
3527                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
3528                         continue;
3529
3530                 /*
3531                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
3532                  * there's some valid quota amount
3533                  */
3534                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
3535                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3536                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3537         }
3538 }
3539
3540 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3541 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3542 {
3543         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
3544 }
3545
3546 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
3547 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3548 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3549 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3550
3551 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3552 {
3553         return 0;
3554 }
3555
3556 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3557 {
3558         return 0;
3559 }
3560
3561 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3562                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3563 {
3564         return 0;
3565 }
3566
3567 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3568
3569 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3570 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3571 #endif
3572
3573 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3574 {
3575         return NULL;
3576 }
3577 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3578 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
3579
3580 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3581
3582 /**************************************************
3583  * CFS operations on tasks:
3584  */
3585
3586 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3587 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3588 {
3589         struct sched_entity *se = &p->se;
3590         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3591
3592         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
3593
3594         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
3595                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
3596                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
3597                 s64 delta = slice - ran;
3598
3599                 if (delta < 0) {
3600                         if (rq->curr == p)
3601                                 resched_task(p);
3602                         return;
3603                 }
3604
3605                 /*
3606                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
3607                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
3608                  */
3609                 if (rq->curr != p)
3610                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
3611
3612                 hrtick_start(rq, delta);
3613         }
3614 }
3615
3616 /*
3617  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
3618  * current task is from our class and nr_running is low enough
3619  * to matter.
3620  */
3621 static void hrtick_update(struct rq *rq)
3622 {
3623         struct task_struct *curr = rq->curr;
3624
3625         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
3626                 return;
3627
3628         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
3629                 hrtick_start_fair(rq, curr);
3630 }
3631 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
3632 static inline void
3633 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3634 {
3635 }
3636
3637 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
3638 {
3639 }
3640 #endif
3641
3642 /*
3643  * The enqueue_task method is called before nr_running is
3644  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
3645  * then put the task into the rbtree:
3646  */
3647 static void
3648 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3649 {
3650         struct cfs_rq *cfs_rq;
3651         struct sched_entity *se = &p->se;
3652
3653         for_each_sched_entity(se) {
3654                 if (se->on_rq)
3655                         break;
3656                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3657                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
3658
3659                 /*
3660                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3661                  *
3662                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3663                  * post the final h_nr_running increment below.
3664                 */
3665                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3666                         break;
3667                 cfs_rq->h_nr_running++;
3668
3669                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
3670         }
3671
3672         for_each_sched_entity(se) {
3673                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3674                 cfs_rq->h_nr_running++;
3675
3676                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3677                         break;
3678
3679                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3680                 update_entity_load_avg(se, 1);
3681         }
3682
3683         if (!se) {
3684                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3685                 inc_nr_running(rq);
3686         }
3687         hrtick_update(rq);
3688 }
3689
3690 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
3691
3692 /*
3693  * The dequeue_task method is called before nr_running is
3694  * decreased. We remove the task from the rbtree and
3695  * update the fair scheduling stats:
3696  */
3697 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3698 {
3699         struct cfs_rq *cfs_rq;
3700         struct sched_entity *se = &p->se;
3701         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
3702
3703         for_each_sched_entity(se) {
3704                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3705                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
3706
3707                 /*
3708                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3709                  *
3710                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3711                  * post the final h_nr_running decrement below.
3712                 */
3713                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3714                         break;
3715                 cfs_rq->h_nr_running--;
3716
3717                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
3718                 if (cfs_rq->load.weight) {
3719                         /*
3720                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
3721                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
3722                          */
3723                         if (task_sleep && parent_entity(se))
3724                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
3725
3726                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
3727                         se = parent_entity(se);
3728                         break;
3729                 }
3730                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
3731         }
3732
3733         for_each_sched_entity(se) {
3734                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3735                 cfs_rq->h_nr_running--;
3736
3737                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3738                         break;
3739
3740                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3741                 update_entity_load_avg(se, 1);
3742         }
3743
3744         if (!se) {
3745                 dec_nr_running(rq);
3746                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
3747         }
3748         hrtick_update(rq);
3749 }
3750
3751 #ifdef CONFIG_SMP
3752 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
3753 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
3754 {
3755         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
3756 }
3757
3758 /*
3759  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
3760  * according to the scheduling class and "nice" value.
3761  *
3762  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
3763  * balance conservatively.
3764  */
3765 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
3766 {
3767         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3768         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3769
3770         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3771                 return total;
3772
3773         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
3774 }
3775
3776 /*
3777  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
3778  * according to the scheduling class and "nice" value.
3779  */
3780 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
3781 {
3782         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3783         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3784
3785         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3786                 return total;
3787
3788         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
3789 }
3790
3791 static unsigned long power_of(int cpu)
3792 {
3793         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
3794 }
3795
3796 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
3797 {
3798         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3799         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
3800         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
3801
3802         if (nr_running)
3803                 return load_avg / nr_running;
3804
3805         return 0;
3806 }
3807
3808 static void record_wakee(struct task_struct *p)
3809 {
3810         /*
3811          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
3812          * about the boundary, really active task won't care
3813          * about the loss.
3814          */
3815         if (jiffies > current->wakee_flip_decay_ts + HZ) {
3816                 current->wakee_flips = 0;
3817                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
3818         }
3819
3820         if (current->last_wakee != p) {
3821                 current->last_wakee = p;
3822                 current->wakee_flips++;
3823         }
3824 }
3825
3826 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
3827 {
3828         struct sched_entity *se = &p->se;
3829         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3830         u64 min_vruntime;
3831
3832 #ifndef CONFIG_64BIT
3833         u64 min_vruntime_copy;
3834
3835         do {
3836                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
3837                 smp_rmb();
3838                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3839         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
3840 #else
3841         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3842 #endif
3843
3844         se->vruntime -= min_vruntime;
3845         record_wakee(p);
3846 }
3847
3848 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3849 /*
3850  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
3851  *
3852  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
3853  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
3854  * can calculate the shift in shares.
3855  *
3856  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
3857  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
3858  * total group weight.
3859  *
3860  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
3861  * distribution (s_i) using:
3862  *
3863  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
3864  *
3865  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
3866  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
3867  * shares distribution (s_i):
3868  *
3869  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
3870  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
3871  *
3872  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
3873  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
3874  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
3875  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
3876  *
3877  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
3878  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
3879  *
3880  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
3881  *
3882  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
3883  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
3884  * weight and shares distributions like:
3885  *
3886  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
3887  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
3888  *
3889  * We can then compute the difference in effective weight by using:
3890  *
3891  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
3892  *
3893  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
3894  *
3895  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
3896  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
3897  * 4/7) times the weight of the group.
3898  */
3899 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3900 {
3901         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
3902
3903         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
3904                 return wl;
3905
3906         for_each_sched_entity(se) {
3907                 long w, W;
3908
3909                 tg = se->my_q->tg;
3910
3911                 /*
3912                  * W = @wg + \Sum rw_j
3913                  */
3914                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
3915
3916                 /*
3917                  * w = rw_i + @wl
3918                  */
3919                 w = se->my_q->load.weight + wl;
3920
3921                 /*
3922                  * wl = S * s'_i; see (2)
3923                  */
3924                 if (W > 0 && w < W)
3925                         wl = (w * tg->shares) / W;
3926                 else
3927                         wl = tg->shares;
3928
3929                 /*
3930                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
3931                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
3932                  * calc_cfs_shares().
3933                  */
3934                 if (wl < MIN_SHARES)
3935                         wl = MIN_SHARES;
3936
3937                 /*
3938                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
3939                  */
3940                 wl -= se->load.weight;
3941
3942                 /*
3943                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
3944                  * the final effective load change on the root group. Since
3945                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
3946                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
3947                  * resulting from this level per the above.
3948                  */
3949                 wg = 0;
3950         }
3951
3952         return wl;
3953 }
3954 #else
3955
3956 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3957 {
3958         return wl;
3959 }
3960
3961 #endif
3962
3963 static int wake_wide(struct task_struct *p)
3964 {
3965         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
3966
3967         /*
3968          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
3969          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
3970          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
3971          */
3972         if (p->wakee_flips > factor) {
3973                 /*
3974                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
3975                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
3976                  * it alone.
3977                  */
3978                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
3979                         return 1;
3980         }
3981
3982         return 0;
3983 }
3984
3985 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
3986 {
3987         s64 this_load, load;
3988         int idx, this_cpu, prev_cpu;
3989         unsigned long tl_per_task;
3990         struct task_group *tg;
3991         unsigned long weight;
3992         int balanced;
3993
3994         /*
3995          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
3996          * ourselves around too much.
3997          */
3998         if (wake_wide(p))
3999                 return 0;
4000
4001         idx       = sd->wake_idx;
4002         this_cpu  = smp_processor_id();
4003         prev_cpu  = task_cpu(p);
4004         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4005         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4006
4007         /*
4008          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4009          * effect of the currently running task from the load
4010          * of the current CPU:
4011          */
4012         if (sync) {
4013                 tg = task_group(current);
4014                 weight = current->se.load.weight;
4015
4016                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4017                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4018         }
4019
4020         tg = task_group(p);
4021         weight = p->se.load.weight;
4022
4023         /*
4024          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4025          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4026          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4027          * about that, so that's good too.
4028          *
4029          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4030          * task to be woken on this_cpu.
4031          */
4032         if (this_load > 0) {
4033                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4034
4035                 this_eff_load = 100;
4036                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
4037                 this_eff_load *= this_load +
4038                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4039
4040                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4041                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
4042                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4043
4044                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4045         } else
4046                 balanced = true;
4047
4048         /*
4049          * If the currently running task will sleep within
4050          * a reasonable amount of time then attract this newly
4051          * woken task:
4052          */
4053         if (sync && balanced)
4054                 return 1;
4055
4056         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4057         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
4058
4059         if (balanced ||
4060             (this_load <= load &&
4061              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
4062                 /*
4063                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
4064                  * p is cache cold in this domain, and
4065                  * there is no bad imbalance.
4066                  */
4067                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4068                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4069
4070                 return 1;
4071         }
4072         return 0;
4073 }
4074
4075 /*
4076  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4077  * domain.
4078  */
4079 static struct sched_group *
4080 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4081                   int this_cpu, int sd_flag)
4082 {
4083         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4084         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4085         int load_idx = sd->forkexec_idx;
4086         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4087
4088         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4089                 load_idx = sd->wake_idx;
4090
4091         do {
4092                 unsigned long load, avg_load;
4093                 int local_group;
4094                 int i;
4095
4096                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4097                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4098                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4099                         continue;
4100
4101                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4102                                                sched_group_cpus(group));
4103
4104                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4105                 avg_load = 0;
4106
4107                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4108                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4109                         if (local_group)
4110                                 load = source_load(i, load_idx);
4111                         else
4112                                 load = target_load(i, load_idx);
4113
4114                         avg_load += load;
4115                 }
4116
4117                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
4118                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4119
4120                 if (local_group) {
4121                         this_load = avg_load;
4122                 } else if (avg_load < min_load) {
4123                         min_load = avg_load;
4124                         idlest = group;
4125                 }
4126         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4127
4128         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4129                 return NULL;
4130         return idlest;
4131 }
4132
4133 /*
4134  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4135  */
4136 static int
4137 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4138 {
4139         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4140         int idlest = -1;
4141         int i;
4142
4143         /* Traverse only the allowed CPUs */
4144         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4145                 load = weighted_cpuload(i);
4146
4147                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4148                         min_load = load;
4149                         idlest = i;
4150                 }
4151         }
4152
4153         return idlest;
4154 }
4155
4156 /*
4157  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4158  */
4159 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4160 {
4161         struct sched_domain *sd;
4162         struct sched_group *sg;
4163         int i = task_cpu(p);
4164
4165         if (idle_cpu(target))
4166                 return target;
4167
4168         /*
4169          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4170          */
4171         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4172                 return i;
4173
4174         /*
4175          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4176          */
4177         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4178         for_each_lower_domain(sd) {
4179                 sg = sd->groups;
4180                 do {
4181                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4182                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4183                                 goto next;
4184
4185                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4186                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4187                                         goto next;
4188                         }
4189
4190                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4191                                         tsk_cpus_allowed(p));
4192                         goto done;
4193 next:
4194                         sg = sg->next;
4195                 } while (sg != sd->groups);
4196         }
4197 done:
4198         return target;
4199 }
4200
4201 /*
4202  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
4203  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
4204  * SD_BALANCE_EXEC.
4205  *
4206  * Balance, ie. select the least loaded group.
4207  *
4208  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
4209  *
4210  * preempt must be disabled.
4211  */
4212 static int
4213 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4214 {
4215         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4216         int cpu = smp_processor_id();
4217         int new_cpu = cpu;
4218         int want_affine = 0;
4219         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4220
4221         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
4222                 return prev_cpu;
4223
4224         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4225                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4226                         want_affine = 1;
4227                 new_cpu = prev_cpu;
4228         }
4229
4230         rcu_read_lock();
4231         for_each_domain(cpu, tmp) {
4232                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4233                         continue;
4234
4235                 /*
4236                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4237                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4238                  */
4239                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4240                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4241                         affine_sd = tmp;
4242                         break;
4243                 }
4244
4245                 if (tmp->flags & sd_flag)
4246                         sd = tmp;
4247         }
4248
4249         if (affine_sd) {
4250                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4251                         prev_cpu = cpu;
4252
4253                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4254                 goto unlock;
4255         }
4256
4257         while (sd) {
4258                 struct sched_group *group;
4259                 int weight;
4260
4261                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4262                         sd = sd->child;
4263                         continue;
4264                 }
4265
4266                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
4267                 if (!group) {
4268                         sd = sd->child;
4269                         continue;
4270                 }
4271
4272                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4273                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4274                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4275                         sd = sd->child;
4276                         continue;
4277                 }
4278
4279                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4280                 cpu = new_cpu;
4281                 weight = sd->span_weight;
4282                 sd = NULL;
4283                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4284                         if (weight <= tmp->span_weight)
4285                                 break;
4286                         if (tmp->flags & sd_flag)
4287                                 sd = tmp;
4288                 }
4289                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4290         }
4291 unlock:
4292         rcu_read_unlock();
4293
4294         return new_cpu;
4295 }
4296
4297 /*
4298  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4299  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4300  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4301  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4302  */
4303 static void
4304 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4305 {
4306         struct sched_entity *se = &p->se;
4307         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4308
4309         /*
4310          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4311          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4312          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4313          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4314          */
4315         if (se->avg.decay_count) {
4316                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4317                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4318                                                 &cfs_rq->removed_load);
4319         }
4320 }
4321 #endif /* CONFIG_SMP */
4322
4323 static unsigned long
4324 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4325 {
4326         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4327
4328         /*
4329          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4330          * to virtual-time in his units.
4331          *
4332          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4333          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4334          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4335          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4336          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4337          *
4338          * This is especially important for buddies when the leftmost
4339          * task is higher priority than the buddy.
4340          */
4341         return calc_delta_fair(gran, se);
4342 }
4343
4344 /*
4345  * Should 'se' preempt 'curr'.
4346  *
4347  *             |s1
4348  *        |s2
4349  *   |s3
4350  *         g
4351  *      |<--->|c
4352  *
4353  *  w(c, s1) = -1
4354  *  w(c, s2) =  0
4355  *  w(c, s3) =  1
4356  *
4357  */
4358 static int
4359 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4360 {
4361         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4362
4363         if (vdiff <= 0)
4364                 return -1;
4365
4366         gran = wakeup_gran(curr, se);
4367         if (vdiff > gran)
4368                 return 1;
4369
4370         return 0;
4371 }
4372
4373 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4374 {
4375         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4376                 return;
4377
4378         for_each_sched_entity(se)
4379                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4380 }
4381
4382 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4383 {
4384         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4385                 return;
4386
4387         for_each_sched_entity(se)
4388                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4389 }
4390
4391 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4392 {
4393         for_each_sched_entity(se)
4394                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4395 }
4396
4397 /*
4398  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4399  */
4400 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4401 {
4402         struct task_struct *curr = rq->curr;
4403         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4404         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4405         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4406         int next_buddy_marked = 0;
4407
4408         if (unlikely(se == pse))
4409                 return;
4410
4411         /*
4412          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
4413          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4414          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4415          * next-buddy nomination below.
4416          */
4417         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4418                 return;
4419
4420         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4421                 set_next_buddy(pse);
4422                 next_buddy_marked = 1;
4423         }
4424
4425         /*
4426          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4427          * wake up path.
4428          *
4429          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4430          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4431          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4432          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4433          * below.
4434          */
4435         if (test_tsk_need_resched(curr))
4436                 return;
4437
4438         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4439         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4440             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4441                 goto preempt;
4442
4443         /*
4444          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4445          * is driven by the tick):
4446          */
4447         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4448                 return;
4449
4450         find_matching_se(&se, &pse);
4451         update_curr(cfs_rq_of(se));
4452         BUG_ON(!pse);
4453         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4454                 /*
4455                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4456                  * triggering this preemption.
4457                  */
4458                 if (!next_buddy_marked)
4459                         set_next_buddy(pse);
4460                 goto preempt;
4461         }
4462
4463         return;
4464
4465 preempt:
4466         resched_task(curr);
4467         /*
4468          * Only set the backward buddy when the current task is still
4469          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4470          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4471          * point, either of which can * drop the rq lock.
4472          *
4473          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4474          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4475          */
4476         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4477                 return;
4478
4479         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4480                 set_last_buddy(se);
4481 }
4482
4483 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
4484 {
4485         struct task_struct *p;
4486         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4487         struct sched_entity *se;
4488
4489         if (!cfs_rq->nr_running)
4490                 return NULL;
4491
4492         do {
4493                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
4494                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4495                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4496         } while (cfs_rq);
4497
4498         p = task_of(se);
4499         if (hrtick_enabled(rq))
4500                 hrtick_start_fair(rq, p);
4501
4502         return p;
4503 }
4504
4505 /*
4506  * Account for a descheduled task:
4507  */
4508 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4509 {
4510         struct sched_entity *se = &prev->se;
4511         struct cfs_rq *cfs_rq;
4512
4513         for_each_sched_entity(se) {
4514                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4515                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
4516         }
4517 }
4518
4519 /*
4520  * sched_yield() is very simple
4521  *
4522  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
4523  */
4524 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
4525 {
4526         struct task_struct *curr = rq->curr;
4527         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4528         struct sched_entity *se = &curr->se;
4529
4530         /*
4531          * Are we the only task in the tree?
4532          */
4533         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
4534                 return;
4535
4536         clear_buddies(cfs_rq, se);
4537
4538         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
4539                 update_rq_clock(rq);
4540                 /*
4541                  * Update run-time statistics of the 'current'.
4542                  */
4543                 update_curr(cfs_rq);
4544                 /*
4545                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
4546                  * so we don't do microscopic update in schedule()
4547                  * and double the fastpath cost.
4548                  */
4549                  rq->skip_clock_update = 1;
4550         }
4551
4552         set_skip_buddy(se);
4553 }
4554
4555 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
4556 {
4557         struct sched_entity *se = &p->se;
4558
4559         /* throttled hierarchies are not runnable */
4560         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
4561                 return false;
4562
4563         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
4564         set_next_buddy(se);
4565
4566         yield_task_fair(rq);
4567
4568         return true;
4569 }
4570
4571 #ifdef CONFIG_SMP
4572 /**************************************************
4573  * Fair scheduling class load-balancing methods.
4574  *
4575  * BASICS
4576  *
4577  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
4578  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
4579  * time to each task. This is expressed in the following equation:
4580  *
4581  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
4582  *
4583  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
4584  * W_i,0 is defined as:
4585  *
4586  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
4587  *
4588  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
4589  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
4590  *
4591  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
4592  * weight:
4593  *
4594  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
4595  *
4596  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
4597  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
4598  * can also include other factors [XXX].
4599  *
4600  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
4601  * directly from (1):
4602  *
4603  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
4604  *
4605  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
4606  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
4607  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
4608  *
4609  * [XXX expand on:
4610  *     - infeasible weights;
4611  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
4612  *
4613  *
4614  * SCHED DOMAINS
4615  *
4616  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
4617  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
4618  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
4619  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
4620  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
4621  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
4622  * the groups.
4623  *
4624  * This yields:
4625  *
4626  *     log_2 n     1     n
4627  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
4628  *     i = 0      2^i   2^i
4629  *                               `- size of each group
4630  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
4631  *         |         `- freq
4632  *         `- sum over all levels
4633  *
4634  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
4635  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
4636  *
4637  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
4638  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
4639  *
4640  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
4641  *
4642  *             log_2 n     
4643  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
4644  *             k = 0
4645  *
4646  * And you'll find that:
4647  *
4648  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
4649  *
4650  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
4651  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
4652  * of:
4653  *
4654  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
4655  *
4656  *
4657  * WORK CONSERVING
4658  *
4659  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
4660  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
4661  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
4662  *
4663  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
4664  * time.
4665  *
4666  * [XXX more?]
4667  *
4668  *
4669  * CGROUPS
4670  *
4671  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
4672  *
4673  *                                s_k,i
4674  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
4675  *                                 S_k
4676  *
4677  * Where
4678  *
4679  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
4680  *
4681  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
4682  *
4683  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
4684  * property.
4685  *
4686  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
4687  *      rewrite all of this once again.]
4688  */ 
4689
4690 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
4691
4692 enum fbq_type { regular, remote, all };
4693
4694 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
4695 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
4696 #define LBF_DST_PINNED  0x04
4697 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
4698
4699 struct lb_env {
4700         struct sched_domain     *sd;
4701
4702         struct rq               *src_rq;
4703         int                     src_cpu;
4704
4705         int                     dst_cpu;
4706         struct rq               *dst_rq;
4707
4708         struct cpumask          *dst_grpmask;
4709         int                     new_dst_cpu;
4710         enum cpu_idle_type      idle;
4711         long                    imbalance;
4712         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
4713         struct cpumask          *cpus;
4714
4715         unsigned int            flags;
4716
4717         unsigned int            loop;
4718         unsigned int            loop_break;
4719         unsigned int            loop_max;
4720
4721         enum fbq_type           fbq_type;
4722 };
4723
4724 /*
4725  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
4726  * Both runqueues must be locked.
4727  */
4728 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4729 {
4730         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
4731         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
4732         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
4733         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
4734 }
4735
4736 /*
4737  * Is this task likely cache-hot:
4738  */
4739 static int
4740 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
4741 {
4742         s64 delta;
4743
4744         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
4745                 return 0;
4746
4747         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
4748                 return 0;
4749
4750         /*
4751          * Buddy candidates are cache hot:
4752          */
4753         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
4754                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
4755                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
4756                 return 1;
4757
4758         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
4759                 return 1;
4760         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
4761                 return 0;
4762
4763         delta = now - p->se.exec_start;
4764
4765         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
4766 }
4767
4768 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4769 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
4770 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4771 {
4772         int src_nid, dst_nid;
4773
4774         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults ||
4775             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
4776                 return false;
4777         }
4778
4779         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4780         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4781
4782         if (src_nid == dst_nid)
4783                 return false;
4784
4785         /* Always encourage migration to the preferred node. */
4786         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
4787                 return true;
4788
4789         /* If both task and group weight improve, this move is a winner. */
4790         if (task_weight(p, dst_nid) > task_weight(p, src_nid) &&
4791             group_weight(p, dst_nid) > group_weight(p, src_nid))
4792                 return true;
4793
4794         return false;
4795 }
4796
4797
4798 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4799 {
4800         int src_nid, dst_nid;
4801
4802         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
4803                 return false;
4804
4805         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
4806                 return false;
4807
4808         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4809         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4810
4811         if (src_nid == dst_nid)
4812                 return false;
4813
4814         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
4815         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
4816                 return true;
4817
4818         /* If either task or group weight get worse, don't do it. */
4819         if (task_weight(p, dst_nid) < task_weight(p, src_nid) ||
4820             group_weight(p, dst_nid) < group_weight(p, src_nid))
4821                 return true;
4822
4823         return false;
4824 }
4825
4826 #else
4827 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
4828                                              struct lb_env *env)
4829 {
4830         return false;
4831 }
4832
4833 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
4834                                              struct lb_env *env)
4835 {
4836         return false;
4837 }
4838 #endif
4839
4840 /*
4841  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
4842  */
4843 static
4844 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4845 {
4846         int tsk_cache_hot = 0;
4847         /*
4848          * We do not migrate tasks that are:
4849          * 1) throttled_lb_pair, or
4850          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
4851          * 3) running (obviously), or
4852          * 4) are cache-hot on their current CPU.
4853          */
4854         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
4855                 return 0;
4856
4857         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4858                 int cpu;
4859
4860                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
4861
4862                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
4863
4864                 /*
4865                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
4866                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
4867                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
4868                  *
4869                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
4870                  * one in current iteration.
4871                  */
4872                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
4873                         return 0;
4874
4875                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
4876                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
4877                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4878                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
4879                                 env->new_dst_cpu = cpu;
4880                                 break;
4881                         }
4882                 }
4883
4884                 return 0;
4885         }
4886
4887         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
4888         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
4889
4890         if (task_running(env->src_rq, p)) {
4891                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
4892                 return 0;
4893         }
4894
4895         /*
4896          * Aggressive migration if:
4897          * 1) destination numa is preferred
4898          * 2) task is cache cold, or
4899          * 3) too many balance attempts have failed.
4900          */
4901         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq), env->sd);
4902         if (!tsk_cache_hot)
4903                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
4904
4905         if (migrate_improves_locality(p, env)) {
4906 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4907                 if (tsk_cache_hot) {
4908                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4909                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4910                 }
4911 #endif
4912                 return 1;
4913         }
4914
4915         if (!tsk_cache_hot ||
4916                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
4917
4918                 if (tsk_cache_hot) {
4919                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4920                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4921                 }
4922
4923                 return 1;
4924         }
4925
4926         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
4927         return 0;
4928 }
4929
4930 /*
4931  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
4932  * part of active balancing operations within "domain".
4933  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4934  *
4935  * Called with both runqueues locked.
4936  */
4937 static int move_one_task(struct lb_env *env)
4938 {
4939         struct task_struct *p, *n;
4940
4941         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
4942                 if (!can_migrate_task(p, env))
4943                         continue;
4944
4945                 move_task(p, env);
4946                 /*
4947                  * Right now, this is only the second place move_task()
4948                  * is called, so we can safely collect move_task()
4949                  * stats here rather than inside move_task().
4950                  */
4951                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
4952                 return 1;
4953         }
4954         return 0;
4955 }
4956
4957 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
4958
4959 /*
4960  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
4961  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
4962  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4963  *
4964  * Called with both runqueues locked.
4965  */
4966 static int move_tasks(struct lb_env *env)
4967 {
4968         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
4969         struct task_struct *p;
4970         unsigned long load;
4971         int pulled = 0;
4972
4973         if (env->imbalance <= 0)
4974                 return 0;
4975
4976         while (!list_empty(tasks)) {
4977                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
4978
4979                 env->loop++;
4980                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
4981                 if (env->loop > env->loop_max)
4982                         break;
4983
4984                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
4985                 if (env->loop > env->loop_break) {
4986                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
4987                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
4988                         break;
4989                 }
4990
4991                 if (!can_migrate_task(p, env))
4992                         goto next;
4993
4994                 load = task_h_load(p);
4995
4996                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
4997                         goto next;
4998
4999                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5000                         goto next;
5001
5002                 move_task(p, env);
5003                 pulled++;
5004                 env->imbalance -= load;
5005
5006 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5007                 /*
5008                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5009                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
5010                  * the critical section.
5011                  */
5012                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5013                         break;
5014 #endif
5015
5016                 /*
5017                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5018                  * weighted load.
5019                  */
5020                 if (env->imbalance <= 0)
5021                         break;
5022
5023                 continue;
5024 next:
5025                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5026         }
5027
5028         /*
5029          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
5030          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
5031          * inside move_task().
5032          */
5033         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
5034
5035         return pulled;
5036 }
5037
5038 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5039 /*
5040  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
5041  */
5042 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
5043 {
5044         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5045         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5046
5047         /* throttled entities do not contribute to load */
5048         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5049                 return;
5050
5051         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
5052
5053         if (se) {
5054                 update_entity_load_avg(se, 1);
5055                 /*
5056                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
5057                  * list removal.  This generally implies that all our children
5058                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
5059                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
5060                  * at enqueue.
5061                  *
5062                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
5063                  */
5064                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
5065                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5066         } else {
5067                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5068                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
5069         }
5070 }
5071
5072 static void update_blocked_averages(int cpu)
5073 {
5074         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5075         struct cfs_rq *cfs_rq;
5076         unsigned long flags;
5077
5078         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5079         update_rq_clock(rq);
5080         /*
5081          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5082          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5083          */
5084         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5085                 /*
5086                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5087                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5088                  * groups does not result in continually extending hold time.
5089                  */
5090                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5091         }
5092
5093         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5094 }
5095
5096 /*
5097  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5098  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5099  * group is a fraction of its parents load.
5100  */
5101 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5102 {
5103         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5104         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5105         unsigned long now = jiffies;
5106         unsigned long load;
5107
5108         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5109                 return;
5110
5111         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5112         for_each_sched_entity(se) {
5113                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5114                 cfs_rq->h_load_next = se;
5115                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5116                         break;
5117         }
5118
5119         if (!se) {
5120                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5121                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5122         }
5123
5124         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5125                 load = cfs_rq->h_load;
5126                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5127                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5128                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5129                 cfs_rq->h_load = load;
5130                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5131         }
5132 }
5133
5134 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5135 {
5136         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5137
5138         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5139         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5140                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5141 }
5142 #else
5143 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5144 {
5145 }
5146
5147 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5148 {
5149         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5150 }
5151 #endif
5152
5153 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5154 /*
5155  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5156  */
5157 struct sg_lb_stats {
5158         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5159         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5160         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5161         unsigned long load_per_task;
5162         unsigned long group_power;
5163         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5164         unsigned int group_capacity;
5165         unsigned int idle_cpus;
5166         unsigned int group_weight;
5167         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
5168         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
5169 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5170         unsigned int nr_numa_running;
5171         unsigned int nr_preferred_running;
5172 #endif
5173 };
5174
5175 /*
5176  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5177  *               during load balancing.
5178  */
5179 struct sd_lb_stats {
5180         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5181         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5182         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5183         unsigned long total_pwr;        /* Total power of all groups in sd */
5184         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5185
5186         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5187         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5188 };
5189
5190 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5191 {
5192         /*
5193          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5194          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5195          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5196          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5197          */
5198         *sds = (struct sd_lb_stats){
5199                 .busiest = NULL,
5200                 .local = NULL,
5201                 .total_load = 0UL,
5202                 .total_pwr = 0UL,
5203                 .busiest_stat = {
5204                         .avg_load = 0UL,
5205                 },
5206         };
5207 }
5208
5209 /**
5210  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5211  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5212  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
5213  *
5214  * Return: The load index.
5215  */
5216 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5217                                         enum cpu_idle_type idle)
5218 {
5219         int load_idx;
5220
5221         switch (idle) {
5222         case CPU_NOT_IDLE:
5223                 load_idx = sd->busy_idx;
5224                 break;
5225
5226         case CPU_NEWLY_IDLE:
5227                 load_idx = sd->newidle_idx;
5228                 break;
5229         default:
5230                 load_idx = sd->idle_idx;
5231                 break;
5232         }
5233
5234         return load_idx;
5235 }
5236
5237 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5238 {
5239         return SCHED_POWER_SCALE;
5240 }
5241
5242 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5243 {
5244         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
5245 }
5246
5247 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5248 {
5249         unsigned long weight = sd->span_weight;
5250         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
5251
5252         smt_gain /= weight;
5253
5254         return smt_gain;
5255 }
5256
5257 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5258 {
5259         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
5260 }
5261
5262 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
5263 {
5264         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5265         u64 total, available, age_stamp, avg;
5266
5267         /*
5268          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5269          * we read them once before doing sanity checks on them.
5270          */
5271         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5272         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5273
5274         total = sched_avg_period() + (rq_clock(rq) - age_stamp);
5275
5276         if (unlikely(total < avg)) {
5277                 /* Ensures that power won't end up being negative */
5278                 available = 0;
5279         } else {
5280                 available = total - avg;
5281         }
5282
5283         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
5284                 total = SCHED_POWER_SCALE;
5285
5286         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5287
5288         return div_u64(available, total);
5289 }
5290
5291 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5292 {
5293         unsigned long weight = sd->span_weight;
5294         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
5295         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5296
5297         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
5298                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
5299                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
5300                 else
5301                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
5302
5303                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5304         }
5305
5306         sdg->sgp->power_orig = power;
5307
5308         if (sched_feat(ARCH_POWER))
5309                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
5310         else
5311                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
5312
5313         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5314
5315         power *= scale_rt_power(cpu);
5316         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5317
5318         if (!power)
5319                 power = 1;
5320
5321         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
5322         sdg->sgp->power = power;
5323 }
5324
5325 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5326 {
5327         struct sched_domain *child = sd->child;
5328         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
5329         unsigned long power, power_orig;
5330         unsigned long interval;
5331
5332         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5333         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5334         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
5335
5336         if (!child) {
5337                 update_cpu_power(sd, cpu);
5338                 return;
5339         }
5340
5341         power_orig = power = 0;
5342
5343         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
5344                 /*
5345                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
5346                  * span the current group.
5347                  */
5348
5349                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
5350                         struct sched_group_power *sgp;
5351                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5352
5353                         /*
5354                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_power()
5355                          * gets here before we've attached the domains to the
5356                          * runqueues.
5357                          *
5358                          * Use power_of(), which is set irrespective of domains
5359                          * in update_cpu_power().
5360                          *
5361                          * This avoids power/power_orig from being 0 and
5362                          * causing divide-by-zero issues on boot.
5363                          *
5364                          * Runtime updates will correct power_orig.
5365                          */
5366                         if (unlikely(!rq->sd)) {
5367                                 power_orig += power_of(cpu);
5368                                 power += power_of(cpu);
5369                                 continue;
5370                         }
5371
5372                         sgp = rq->sd->groups->sgp;
5373                         power_orig += sgp->power_orig;
5374                         power += sgp->power;
5375                 }
5376         } else  {
5377                 /*
5378                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
5379                  * span the current group.
5380                  */ 
5381
5382                 group = child->groups;
5383                 do {
5384                         power_orig += group->sgp->power_orig;
5385                         power += group->sgp->power;
5386                         group = group->next;
5387                 } while (group != child->groups);
5388         }
5389
5390         sdg->sgp->power_orig = power_orig;
5391         sdg->sgp->power = power;
5392 }
5393
5394 /*
5395  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
5396  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
5397  * which on its own isn't powerful enough.
5398  *
5399  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
5400  */
5401 static inline int
5402 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
5403 {
5404         /*
5405          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
5406          */
5407         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
5408                 return 0;
5409
5410         /*
5411          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
5412          */
5413         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
5414                 return 1;
5415
5416         return 0;
5417 }
5418
5419 /*
5420  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
5421  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
5422  *
5423  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
5424  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
5425  * Something like:
5426  *
5427  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
5428  *              *     * * *
5429  *
5430  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
5431  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
5432  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
5433  *
5434  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
5435  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
5436  * moving tasks due to affinity constraints.
5437  *
5438  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
5439  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
5440  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
5441  * to create an effective group imbalance.
5442  *
5443  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
5444  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
5445  * subtle and fragile situation.
5446  */
5447
5448 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
5449 {
5450         return group->sgp->imbalance;
5451 }
5452
5453 /*
5454  * Compute the group capacity.
5455  *
5456  * Avoid the issue where N*frac(smt_power) >= 1 creates 'phantom' cores by
5457  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
5458  * and limit power unit capacity with that.
5459  */
5460 static inline int sg_capacity(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
5461 {
5462         unsigned int capacity, smt, cpus;
5463         unsigned int power, power_orig;
5464
5465         power = group->sgp->power;
5466         power_orig = group->sgp->power_orig;
5467         cpus = group->group_weight;
5468
5469         /* smt := ceil(cpus / power), assumes: 1 < smt_power < 2 */
5470         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_POWER_SCALE * cpus, power_orig);
5471         capacity = cpus / smt; /* cores */
5472
5473         capacity = min_t(unsigned, capacity, DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE));
5474         if (!capacity)
5475                 capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5476
5477         return capacity;
5478 }
5479
5480 /**
5481  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
5482  * @env: The load balancing environment.
5483  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
5484  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
5485  * @local_group: Does group contain this_cpu.
5486  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
5487  */
5488 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
5489                         struct sched_group *group, int load_idx,
5490                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
5491 {
5492         unsigned long load;
5493         int i;
5494
5495         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
5496
5497         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5498                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5499
5500                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5501                 if (local_group)
5502                         load = target_load(i, load_idx);
5503                 else
5504                         load = source_load(i, load_idx);
5505
5506                 sgs->group_load += load;
5507                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
5508 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5509                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
5510                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
5511 #endif
5512                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
5513                 if (idle_cpu(i))
5514                         sgs->idle_cpus++;
5515         }
5516
5517         /* Adjust by relative CPU power of the group */
5518         sgs->group_power = group->sgp->power;
5519         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / sgs->group_power;
5520
5521         if (sgs->sum_nr_running)
5522                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
5523
5524         sgs->group_weight = group->group_weight;
5525
5526         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
5527         sgs->group_capacity = sg_capacity(env, group);
5528
5529         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
5530                 sgs->group_has_capacity = 1;
5531 }
5532
5533 /**
5534  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
5535  * @env: The load balancing environment.
5536  * @sds: sched_domain statistics
5537  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
5538  * @sgs: sched_group statistics
5539  *
5540  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
5541  * busiest group.
5542  *
5543  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
5544  * busiest group. %false otherwise.
5545  */
5546 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
5547                                    struct sd_lb_stats *sds,
5548                                    struct sched_group *sg,
5549                                    struct sg_lb_stats *sgs)
5550 {
5551         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
5552                 return false;
5553
5554         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
5555                 return true;
5556
5557         if (sgs->group_imb)
5558                 return true;
5559
5560         /*
5561          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
5562          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
5563          * higher than ourself as busy.
5564          */
5565         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
5566             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
5567                 if (!sds->busiest)
5568                         return true;
5569
5570                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
5571                         return true;
5572         }
5573
5574         return false;
5575 }
5576
5577 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5578 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5579 {
5580         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
5581                 return regular;
5582         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
5583                 return remote;
5584         return all;
5585 }
5586
5587 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5588 {
5589         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
5590                 return regular;
5591         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
5592                 return remote;
5593         return all;
5594 }
5595 #else
5596 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5597 {
5598         return all;
5599 }
5600
5601 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5602 {
5603         return regular;
5604 }
5605 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5606
5607 /**
5608  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
5609  * @env: The load balancing environment.
5610  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
5611  */
5612 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5613 {
5614         struct sched_domain *child = env->sd->child;
5615         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5616         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
5617         int load_idx, prefer_sibling = 0;
5618
5619         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
5620                 prefer_sibling = 1;
5621
5622         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
5623
5624         do {
5625                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
5626                 int local_group;
5627
5628                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
5629                 if (local_group) {
5630                         sds->local = sg;
5631                         sgs = &sds->local_stat;
5632
5633                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
5634                             time_after_eq(jiffies, sg->sgp->next_update))
5635                                 update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
5636                 }
5637
5638                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs);
5639
5640                 if (local_group)
5641                         goto next_group;
5642
5643                 /*
5644                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
5645                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
5646                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
5647                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
5648                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
5649                  * extra check prevents the case where you always pull from the
5650                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
5651                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
5652                  */
5653                 if (prefer_sibling && sds->local &&
5654                     sds->local_stat.group_has_capacity)
5655                         sgs->group_capacity = min(sgs->group_capacity, 1U);
5656
5657                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
5658                         sds->busiest = sg;
5659                         sds->busiest_stat = *sgs;
5660                 }
5661
5662 next_group:
5663                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
5664                 sds->total_load += sgs->group_load;
5665                 sds->total_pwr += sgs->group_power;
5666
5667                 sg = sg->next;
5668         } while (sg != env->sd->groups);
5669
5670         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
5671                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
5672 }
5673
5674 /**
5675  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
5676  *                      sched doman.
5677  *
5678  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
5679  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
5680  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
5681  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
5682  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
5683  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
5684  *
5685  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
5686  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
5687  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
5688  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
5689  * number.
5690  *
5691  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
5692  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
5693  *
5694  * @env: The load balancing environment.
5695  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
5696  */
5697 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5698 {
5699         int busiest_cpu;
5700
5701         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
5702                 return 0;
5703
5704         if (!sds->busiest)
5705                 return 0;
5706
5707         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
5708         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
5709                 return 0;
5710
5711         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
5712                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_power,
5713                 SCHED_POWER_SCALE);
5714
5715         return 1;
5716 }
5717
5718 /**
5719  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
5720  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
5721  *                      load balancing.
5722  * @env: The load balancing environment.
5723  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5724  */
5725 static inline
5726 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5727 {
5728         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
5729         unsigned int imbn = 2;
5730         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
5731         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5732
5733         local = &sds->local_stat;
5734         busiest = &sds->busiest_stat;
5735
5736         if (!local->sum_nr_running)
5737                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
5738         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
5739                 imbn = 1;
5740
5741         scaled_busy_load_per_task =
5742                 (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5743                 busiest->group_power;
5744
5745         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
5746             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
5747                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5748                 return;
5749         }
5750
5751         /*
5752          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
5753          * however we may be able to increase total CPU power used by
5754          * moving them.
5755          */
5756
5757         pwr_now += busiest->group_power *
5758                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
5759         pwr_now += local->group_power *
5760                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
5761         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
5762
5763         /* Amount of load we'd subtract */
5764         tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5765                 busiest->group_power;
5766         if (busiest->avg_load > tmp) {
5767                 pwr_move += busiest->group_power *
5768                             min(busiest->load_per_task,
5769                                 busiest->avg_load - tmp);
5770         }
5771
5772         /* Amount of load we'd add */
5773         if (busiest->avg_load * busiest->group_power <
5774             busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) {
5775                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_power) /
5776                       local->group_power;
5777         } else {
5778                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5779                       local->group_power;
5780         }
5781         pwr_move += local->group_power *
5782                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
5783         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
5784
5785         /* Move if we gain throughput */
5786         if (pwr_move > pwr_now)
5787                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5788 }
5789
5790 /**
5791  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
5792  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
5793  * @env: load balance environment
5794  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5795  */
5796 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5797 {
5798         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
5799         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5800
5801         local = &sds->local_stat;
5802         busiest = &sds->busiest_stat;
5803
5804         if (busiest->group_imb) {
5805                 /*
5806                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
5807                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
5808                  */
5809                 busiest->load_per_task =
5810                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
5811         }
5812
5813         /*
5814          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
5815          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
5816          * its cpu_power, while calculating max_load..)
5817          */
5818         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
5819             local->avg_load >= sds->avg_load) {
5820                 env->imbalance = 0;
5821                 return fix_small_imbalance(env, sds);
5822         }
5823
5824         if (!busiest->group_imb) {
5825                 /*
5826                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
5827                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
5828                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
5829                  */
5830                 load_above_capacity =
5831                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity);
5832
5833                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
5834                 load_above_capacity /= busiest->group_power;
5835         }
5836
5837         /*
5838          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
5839          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
5840          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
5841          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
5842          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
5843          * for the minimum possible imbalance.
5844          */
5845         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
5846
5847         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
5848         env->imbalance = min(
5849                 max_pull * busiest->group_power,
5850                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_power
5851         ) / SCHED_POWER_SCALE;
5852
5853         /*
5854          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
5855          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
5856          * a think about bumping its value to force at least one task to be
5857          * moved
5858          */
5859         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
5860                 return fix_small_imbalance(env, sds);
5861 }
5862
5863 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
5864
5865 /**
5866  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
5867  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
5868  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
5869  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
5870  * such a group exists.
5871  *
5872  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
5873  * to restore balance.
5874  *
5875  * @env: The load balancing environment.
5876  *
5877  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
5878  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
5879  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
5880  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
5881  */
5882 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
5883 {
5884         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5885         struct sd_lb_stats sds;
5886
5887         init_sd_lb_stats(&sds);
5888
5889         /*
5890          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
5891          * this level.
5892          */
5893         update_sd_lb_stats(env, &sds);
5894         local = &sds.local_stat;
5895         busiest = &sds.busiest_stat;
5896
5897         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
5898             check_asym_packing(env, &sds))
5899                 return sds.busiest;
5900
5901         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
5902         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
5903                 goto out_balanced;
5904
5905         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
5906
5907         /*
5908          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
5909          * work because they assume all things are equal, which typically
5910          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
5911          */
5912         if (busiest->group_imb)
5913                 goto force_balance;
5914
5915         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
5916         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_capacity &&
5917             !busiest->group_has_capacity)
5918                 goto force_balance;
5919
5920         /*
5921          * If the local group is more busy than the selected busiest group
5922          * don't try and pull any tasks.
5923          */
5924         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
5925                 goto out_balanced;
5926
5927         /*
5928          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
5929          * average load.
5930          */
5931         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
5932                 goto out_balanced;
5933
5934         if (env->idle == CPU_IDLE) {
5935                 /*
5936                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
5937                  * have more tasks than the number of available cpu's and
5938                  * there is no imbalance between this and busiest group
5939                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
5940                  */
5941                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
5942                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
5943                         goto out_balanced;
5944         } else {
5945                 /*
5946                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
5947                  * imbalance_pct to be conservative.
5948                  */
5949                 if (100 * busiest->avg_load <=
5950                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
5951                         goto out_balanced;
5952         }
5953
5954 force_balance:
5955         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
5956         calculate_imbalance(env, &sds);
5957         return sds.busiest;
5958
5959 out_balanced:
5960         env->imbalance = 0;
5961         return NULL;
5962 }
5963
5964 /*
5965  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
5966  */
5967 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
5968                                      struct sched_group *group)
5969 {
5970         struct rq *busiest = NULL, *rq;
5971         unsigned long busiest_load = 0, busiest_power = 1;
5972         int i;
5973
5974         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5975                 unsigned long power, capacity, wl;
5976                 enum fbq_type rt;
5977
5978                 rq = cpu_rq(i);
5979                 rt = fbq_classify_rq(rq);
5980
5981                 /*
5982                  * We classify groups/runqueues into three groups:
5983                  *  - regular: there are !numa tasks
5984                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
5985                  *  - all:     there is no distinction
5986                  *
5987                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
5988                  * ignore those when there's better options.
5989                  *
5990                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
5991                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
5992                  * queue by moving tasks around inside the node.
5993                  *
5994                  * If we cannot move enough load due to this classification
5995                  * the next pass will adjust the group classification and
5996                  * allow migration of more tasks.
5997                  *
5998                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
5999                  */
6000                 if (rt > env->fbq_type)
6001                         continue;
6002
6003                 power = power_of(i);
6004                 capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE);
6005                 if (!capacity)
6006                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
6007
6008                 wl = weighted_cpuload(i);
6009
6010                 /*
6011                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
6012                  * which is not scaled with the cpu power.
6013                  */
6014                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
6015                         continue;
6016
6017                 /*
6018                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6019                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
6020                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
6021                  * running at a lower capacity.
6022                  *
6023                  * Thus we're looking for max(wl_i / power_i), crosswise
6024                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6025                  * to: wl_i * power_j > wl_j * power_i;  where j is our
6026                  * previous maximum.
6027                  */
6028                 if (wl * busiest_power > busiest_load * power) {
6029                         busiest_load = wl;
6030                         busiest_power = power;
6031                         busiest = rq;
6032                 }
6033         }
6034
6035         return busiest;
6036 }
6037
6038 /*
6039  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6040  * so long as it is large enough.
6041  */
6042 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6043
6044 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6045 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6046
6047 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6048 {
6049         struct sched_domain *sd = env->sd;
6050
6051         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6052
6053                 /*
6054                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6055                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6056                  * lowest numbered CPUs.
6057                  */
6058                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6059                         return 1;
6060         }
6061
6062         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6063 }
6064
6065 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6066
6067 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6068 {
6069         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6070         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6071         int cpu, balance_cpu = -1;
6072
6073         /*
6074          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6075          * to do the newly idle load balance.
6076          */
6077         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6078                 return 1;
6079
6080         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6081         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6082         /* Try to find first idle cpu */
6083         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6084                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6085                         continue;
6086
6087                 balance_cpu = cpu;
6088                 break;
6089         }
6090
6091         if (balance_cpu == -1)
6092                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6093
6094         /*
6095          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6096          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6097          */
6098         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6099 }
6100
6101 /*
6102  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6103  * tasks if there is an imbalance.
6104  */
6105 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6106                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6107                         int *continue_balancing)
6108 {
6109         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6110         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6111         struct sched_group *group;
6112         struct rq *busiest;
6113         unsigned long flags;
6114         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
6115
6116         struct lb_env env = {
6117                 .sd             = sd,
6118                 .dst_cpu        = this_cpu,
6119                 .dst_rq         = this_rq,
6120                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6121                 .idle           = idle,
6122                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6123                 .cpus           = cpus,
6124                 .fbq_type       = all,
6125         };
6126
6127         /*
6128          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6129          * other cpus in our group
6130          */
6131         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6132                 env.dst_grpmask = NULL;
6133
6134         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6135
6136         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6137
6138 redo:
6139         if (!should_we_balance(&env)) {
6140                 *continue_balancing = 0;
6141                 goto out_balanced;
6142         }
6143
6144         group = find_busiest_group(&env);
6145         if (!group) {
6146                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6147                 goto out_balanced;
6148         }
6149
6150         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6151         if (!busiest) {
6152                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6153                 goto out_balanced;
6154         }
6155
6156         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6157
6158         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6159
6160         ld_moved = 0;
6161         if (busiest->nr_running > 1) {
6162                 /*
6163                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6164                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6165                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6166                  * correctly treated as an imbalance.
6167                  */
6168                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6169                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6170                 env.src_rq    = busiest;
6171                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6172
6173 more_balance:
6174                 local_irq_save(flags);
6175                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
6176
6177                 /*
6178                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6179                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6180                  */
6181                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
6182                 ld_moved += cur_ld_moved;
6183                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
6184                 local_irq_restore(flags);
6185
6186                 /*
6187                  * some other cpu did the load balance for us.
6188                  */
6189                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
6190                         resched_cpu(env.dst_cpu);
6191
6192                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6193                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6194                         goto more_balance;
6195                 }
6196
6197                 /*
6198                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6199                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6200                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6201                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6202                  * sched_group.
6203                  *
6204                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6205                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6206                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6207                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6208                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6209                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6210                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6211                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6212                  * This however should not happen so much in practice and
6213                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6214                  * excess load moved.
6215                  */
6216                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6217
6218                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6219                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6220
6221                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6222                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6223                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6224                         env.loop         = 0;
6225                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6226
6227                         /*
6228                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6229                          * need to continue with same src_cpu.
6230                          */
6231                         goto more_balance;
6232                 }
6233
6234                 /*
6235                  * We failed to reach balance because of affinity.
6236                  */
6237                 if (sd_parent) {
6238                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgp->imbalance;
6239
6240                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6241                                 *group_imbalance = 1;
6242                         } else if (*group_imbalance)
6243                                 *group_imbalance = 0;
6244                 }
6245
6246                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6247                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6248                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6249                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6250                                 env.loop = 0;
6251                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6252                                 goto redo;
6253                         }
6254                         goto out_balanced;
6255                 }
6256         }
6257
6258         if (!ld_moved) {
6259                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
6260                 /*
6261                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
6262                  * We do not want newidle balance, which can be very
6263                  * frequent, pollute the failure counter causing
6264                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
6265                  */
6266                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
6267                         sd->nr_balance_failed++;
6268
6269                 if (need_active_balance(&env)) {
6270                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6271
6272                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
6273                          * if the curr task on busiest cpu can't be
6274                          * moved to this_cpu
6275                          */
6276                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
6277                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
6278                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
6279                                                             flags);
6280                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6281                                 goto out_one_pinned;
6282                         }
6283
6284                         /*
6285                          * ->active_balance synchronizes accesses to
6286                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
6287                          * only after active load balance is finished.
6288                          */
6289                         if (!busiest->active_balance) {
6290                                 busiest->active_balance = 1;
6291                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
6292                                 active_balance = 1;
6293                         }
6294                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
6295
6296                         if (active_balance) {
6297                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
6298                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
6299                                         &busiest->active_balance_work);
6300                         }
6301
6302                         /*
6303                          * We've kicked active balancing, reset the failure
6304                          * counter.
6305                          */
6306                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
6307                 }
6308         } else
6309                 sd->nr_balance_failed = 0;
6310
6311         if (likely(!active_balance)) {
6312                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
6313                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
6314         } else {
6315                 /*
6316                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
6317                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
6318                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
6319                  * move_tasks).
6320                  */
6321                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
6322                         sd->balance_interval *= 2;
6323         }
6324
6325         goto out;
6326
6327 out_balanced:
6328         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
6329
6330         sd->nr_balance_failed = 0;
6331
6332 out_one_pinned:
6333         /* tune up the balancing interval */
6334         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
6335                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
6336                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
6337                 sd->balance_interval *= 2;
6338
6339         ld_moved = 0;
6340 out:
6341         return ld_moved;
6342 }
6343
6344 /*
6345  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
6346  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
6347  */
6348 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
6349 {
6350         struct sched_domain *sd;
6351         int pulled_task = 0;
6352         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
6353         u64 curr_cost = 0;
6354
6355         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
6356
6357         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
6358                 return;
6359
6360         /*
6361          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
6362          */
6363         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
6364
6365         update_blocked_averages(this_cpu);
6366         rcu_read_lock();
6367         for_each_domain(this_cpu, sd) {
6368                 unsigned long interval;
6369                 int continue_balancing = 1;
6370                 u64 t0, domain_cost;
6371
6372                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6373                         continue;
6374
6375                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
6376                         break;
6377
6378                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
6379                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
6380
6381                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
6382                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
6383                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
6384                                                    &continue_balancing);
6385
6386                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
6387                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
6388                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
6389
6390                         curr_cost += domain_cost;
6391                 }
6392
6393                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6394                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
6395                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6396                 if (pulled_task) {
6397                         this_rq->idle_stamp = 0;
6398                         break;
6399                 }
6400         }
6401         rcu_read_unlock();
6402
6403         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
6404
6405         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
6406                 /*
6407                  * We are going idle. next_balance may be set based on
6408                  * a busy processor. So reset next_balance.
6409                  */
6410                 this_rq->next_balance = next_balance;
6411         }
6412
6413         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
6414                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
6415 }
6416
6417 /*
6418  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
6419  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
6420  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
6421  * avoids physical / logical imbalances.
6422  */
6423 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
6424 {
6425         struct rq *busiest_rq = data;
6426         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
6427         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
6428         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
6429         struct sched_domain *sd;
6430
6431         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
6432
6433         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
6434         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
6435                      !busiest_rq->active_balance))
6436                 goto out_unlock;
6437
6438         /* Is there any task to move? */
6439         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
6440                 goto out_unlock;
6441
6442         /*
6443          * This condition is "impossible", if it occurs
6444          * we need to fix it. Originally reported by
6445          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
6446          */
6447         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
6448
6449         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
6450         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
6451
6452         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
6453         rcu_read_lock();
6454         for_each_domain(target_cpu, sd) {
6455                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
6456                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
6457                                 break;
6458         }
6459
6460         if (likely(sd)) {
6461                 struct lb_env env = {
6462                         .sd             = sd,
6463                         .dst_cpu        = target_cpu,
6464                         .dst_rq         = target_rq,
6465                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
6466                         .src_rq         = busiest_rq,
6467                         .idle           = CPU_IDLE,
6468                 };
6469
6470                 schedstat_inc(sd, alb_count);
6471
6472                 if (move_one_task(&env))
6473                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
6474                 else
6475                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
6476         }
6477         rcu_read_unlock();
6478         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
6479 out_unlock:
6480         busiest_rq->active_balance = 0;
6481         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
6482         return 0;
6483 }
6484
6485 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6486 /*
6487  * idle load balancing details
6488  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
6489  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
6490  *   load balancing for all the idle CPUs.
6491  */
6492 static struct {
6493         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6494         atomic_t nr_cpus;
6495         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6496 } nohz ____cacheline_aligned;
6497
6498 static inline int find_new_ilb(void)
6499 {
6500         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
6501
6502         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
6503                 return ilb;
6504
6505         return nr_cpu_ids;
6506 }
6507
6508 /*
6509  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
6510  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
6511  * CPU (if there is one).
6512  */
6513 static void nohz_balancer_kick(void)
6514 {
6515         int ilb_cpu;
6516
6517         nohz.next_balance++;
6518
6519         ilb_cpu = find_new_ilb();
6520
6521         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
6522                 return;
6523
6524         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
6525                 return;
6526         /*
6527          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
6528          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
6529          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
6530          * will be run before returning from the IPI.
6531          */
6532         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
6533         return;
6534 }
6535
6536 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
6537 {
6538         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
6539                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6540                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
6541                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6542         }
6543 }
6544
6545 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
6546 {
6547         struct sched_domain *sd;
6548         int cpu = smp_processor_id();
6549
6550         rcu_read_lock();
6551         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
6552
6553         if (!sd || !sd->nohz_idle)
6554                 goto unlock;
6555         sd->nohz_idle = 0;
6556
6557         atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6558 unlock:
6559         rcu_read_unlock();
6560 }
6561
6562 void set_cpu_sd_state_idle(void)
6563 {
6564         struct sched_domain *sd;
6565         int cpu = smp_processor_id();
6566
6567         rcu_read_lock();
6568         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
6569
6570         if (!sd || sd->nohz_idle)
6571                 goto unlock;
6572         sd->nohz_idle = 1;
6573
6574         atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6575 unlock:
6576         rcu_read_unlock();
6577 }
6578
6579 /*
6580  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
6581  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
6582  */
6583 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
6584 {
6585         /*
6586          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
6587          */
6588         if (!cpu_active(cpu))
6589                 return;
6590
6591         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
6592                 return;
6593
6594         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6595         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
6596         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6597 }
6598
6599 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
6600                                         unsigned long action, void *hcpu)
6601 {
6602         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6603         case CPU_DYING:
6604                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
6605                 return NOTIFY_OK;
6606         default:
6607                 return NOTIFY_DONE;
6608         }
6609 }
6610 #endif
6611
6612 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
6613
6614 /*
6615  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
6616  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
6617  */
6618 void update_max_interval(void)
6619 {
6620         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
6621 }
6622
6623 /*
6624  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
6625  * and initiates a balancing operation if so.
6626  *
6627  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
6628  */
6629 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
6630 {
6631         int continue_balancing = 1;
6632         int cpu = rq->cpu;
6633         unsigned long interval;
6634         struct sched_domain *sd;
6635         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
6636         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
6637         int update_next_balance = 0;
6638         int need_serialize, need_decay = 0;
6639         u64 max_cost = 0;
6640
6641         update_blocked_averages(cpu);
6642
6643         rcu_read_lock();
6644         for_each_domain(cpu, sd) {
6645                 /*
6646                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
6647                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
6648                  */
6649                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
6650                         sd->max_newidle_lb_cost =
6651                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
6652                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
6653                         need_decay = 1;
6654                 }
6655                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
6656
6657                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6658                         continue;
6659
6660                 /*
6661                  * Stop the load balance at this level. There is another
6662                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
6663                  * actively.
6664                  */
6665                 if (!continue_balancing) {
6666                         if (need_decay)
6667                                 continue;
6668                         break;
6669                 }
6670
6671                 interval = sd->balance_interval;
6672                 if (idle != CPU_IDLE)
6673                         interval *= sd->busy_factor;
6674
6675                 /* scale ms to jiffies */
6676                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
6677                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6678
6679                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
6680
6681                 if (need_serialize) {
6682                         if (!spin_trylock(&balancing))
6683                                 goto out;
6684                 }
6685
6686                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
6687                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
6688                                 /*
6689                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
6690                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
6691                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
6692                                  */
6693                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6694                         }
6695                         sd->last_balance = jiffies;
6696                 }
6697                 if (need_serialize)
6698                         spin_unlock(&balancing);
6699 out:
6700                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
6701                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6702                         update_next_balance = 1;
6703                 }
6704         }
6705         if (need_decay) {
6706                 /*
6707                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
6708                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
6709                  */
6710                 rq->max_idle_balance_cost =
6711                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
6712         }
6713         rcu_read_unlock();
6714
6715         /*
6716          * next_balance will be updated only when there is a need.
6717          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
6718          * updated.
6719          */
6720         if (likely(update_next_balance))
6721                 rq->next_balance = next_balance;
6722 }
6723
6724 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6725 /*
6726  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
6727  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
6728  */
6729 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
6730 {
6731         int this_cpu = this_rq->cpu;
6732         struct rq *rq;
6733         int balance_cpu;
6734
6735         if (idle != CPU_IDLE ||
6736             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
6737                 goto end;
6738
6739         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
6740                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
6741                         continue;
6742
6743                 /*
6744                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
6745                  * work being done for other cpus. Next load
6746                  * balancing owner will pick it up.
6747                  */
6748                 if (need_resched())
6749                         break;
6750
6751                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
6752
6753                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
6754                 update_rq_clock(rq);
6755                 update_idle_cpu_load(rq);
6756                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
6757
6758                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
6759
6760                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
6761                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
6762         }
6763         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
6764 end:
6765         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
6766 }
6767
6768 /*
6769  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
6770  * of an idle cpu is the system.
6771  *   - This rq has more than one task.
6772  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
6773  *     busy cpu's exceeding the group's power.
6774  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
6775  *     domain span are idle.
6776  */
6777 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq)
6778 {
6779         unsigned long now = jiffies;
6780         struct sched_domain *sd;
6781         struct sched_group_power *sgp;
6782         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
6783
6784         if (unlikely(rq->idle_balance))
6785                 return 0;
6786
6787        /*
6788         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
6789         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
6790         */
6791         set_cpu_sd_state_busy();
6792         nohz_balance_exit_idle(cpu);
6793
6794         /*
6795          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
6796          * balancing.
6797          */
6798         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
6799                 return 0;
6800
6801         if (time_before(now, nohz.next_balance))
6802                 return 0;
6803
6804         if (rq->nr_running >= 2)
6805                 goto need_kick;
6806
6807         rcu_read_lock();
6808         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
6809
6810         if (sd) {
6811                 sgp = sd->groups->sgp;
6812                 nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
6813
6814                 if (nr_busy > 1)
6815                         goto need_kick_unlock;
6816         }
6817
6818         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
6819
6820         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
6821                                   sched_domain_span(sd)) < cpu))
6822                 goto need_kick_unlock;
6823
6824         rcu_read_unlock();
6825         return 0;
6826
6827 need_kick_unlock:
6828         rcu_read_unlock();
6829 need_kick:
6830         return 1;
6831 }
6832 #else
6833 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
6834 #endif
6835
6836 /*
6837  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
6838  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
6839  */
6840 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
6841 {
6842         struct rq *this_rq = this_rq();
6843         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
6844                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6845
6846         rebalance_domains(this_rq, idle);
6847
6848         /*
6849          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
6850          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
6851          * stopped.
6852          */
6853         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
6854 }
6855
6856 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
6857 {
6858         return !rcu_dereference_sched(rq->sd);
6859 }
6860
6861 /*
6862  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
6863  */
6864 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
6865 {
6866         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
6867         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
6868                 return;
6869
6870         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
6871                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
6872 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6873         if (nohz_kick_needed(rq))
6874                 nohz_balancer_kick();
6875 #endif
6876 }
6877
6878 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
6879 {
6880         update_sysctl();
6881 }
6882
6883 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
6884 {
6885         update_sysctl();
6886
6887         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
6888         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
6889 }
6890
6891 #endif /* CONFIG_SMP */
6892
6893 /*
6894  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
6895  */
6896 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
6897 {
6898         struct cfs_rq *cfs_rq;
6899         struct sched_entity *se = &curr->se;
6900
6901         for_each_sched_entity(se) {
6902                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6903                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
6904         }
6905
6906         if (numabalancing_enabled)
6907                 task_tick_numa(rq, curr);
6908
6909         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
6910 }
6911
6912 /*
6913  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
6914  *  - child not yet on the tasklist
6915  *  - preemption disabled
6916  */
6917 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
6918 {
6919         struct cfs_rq *cfs_rq;
6920         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
6921         int this_cpu = smp_processor_id();
6922         struct rq *rq = this_rq();
6923         unsigned long flags;
6924
6925         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6926
6927         update_rq_clock(rq);
6928
6929         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
6930         curr = cfs_rq->curr;
6931
6932         /*
6933          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
6934          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
6935          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
6936          * of child point to valid ones.
6937          */
6938         rcu_read_lock();
6939         __set_task_cpu(p, this_cpu);
6940         rcu_read_unlock();
6941
6942         update_curr(cfs_rq);
6943
6944         if (curr)
6945                 se->vruntime = curr->vruntime;
6946         place_entity(cfs_rq, se, 1);
6947
6948         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
6949                 /*
6950                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
6951                  * 'current' within the tree based on its new key value.
6952                  */
6953                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
6954                 resched_task(rq->curr);
6955         }
6956
6957         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6958
6959         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6960 }
6961
6962 /*
6963  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
6964  * the current task.
6965  */
6966 static void
6967 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
6968 {
6969         if (!p->se.on_rq)
6970                 return;
6971
6972         /*
6973          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
6974          * our priority decreased, or if we are not currently running on
6975          * this runqueue and our priority is higher than the current's
6976          */
6977         if (rq->curr == p) {
6978                 if (p->prio > oldprio)
6979                         resched_task(rq->curr);
6980         } else
6981                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6982 }
6983
6984 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6985 {
6986         struct sched_entity *se = &p->se;
6987         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6988
6989         /*
6990          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
6991          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
6992          * do the right thing.
6993          *
6994          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
6995          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
6996          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
6997          */
6998         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
6999                 /*
7000                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
7001                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
7002                  */
7003                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
7004                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7005         }
7006
7007 #ifdef CONFIG_SMP
7008         /*
7009         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
7010         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
7011         * switch back.
7012         */
7013         if (se->avg.decay_count) {
7014                 __synchronize_entity_decay(se);
7015                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
7016         }
7017 #endif
7018 }
7019
7020 /*
7021  * We switched to the sched_fair class.
7022  */
7023 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7024 {
7025         if (!p->se.on_rq)
7026                 return;
7027
7028         /*
7029          * We were most likely switched from sched_rt, so
7030          * kick off the schedule if running, otherwise just see
7031          * if we can still preempt the current task.
7032          */
7033         if (rq->curr == p)
7034                 resched_task(rq->curr);
7035         else
7036                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7037 }
7038
7039 /* Account for a task changing its policy or group.
7040  *
7041  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
7042  * migrates between groups/classes.
7043  */
7044 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
7045 {
7046         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
7047
7048         for_each_sched_entity(se) {
7049                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7050
7051                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7052                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
7053                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
7054         }
7055 }
7056
7057 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7058 {
7059         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7060         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7061 #ifndef CONFIG_64BIT
7062         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7063 #endif
7064 #ifdef CONFIG_SMP
7065         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
7066         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
7067 #endif
7068 }
7069
7070 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7071 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
7072 {
7073         struct cfs_rq *cfs_rq;
7074         /*
7075          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7076          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7077          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7078          * bonus in place_entity()).
7079          *
7080          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7081          * ->vruntime to a relative base.
7082          *
7083          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7084          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7085          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7086          */
7087         /*
7088          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7089          * But there are some cases where it has already been normalized:
7090          *
7091          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7092          *   wake_up_new_task().
7093          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7094          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7095          *
7096          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7097          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7098          */
7099         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7100                 on_rq = 1;
7101
7102         if (!on_rq)
7103                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
7104         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7105         if (!on_rq) {
7106                 cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
7107                 p->se.vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7108 #ifdef CONFIG_SMP
7109                 /*
7110                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
7111                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
7112                  * decay.
7113                  */
7114                 p->se.avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
7115                 cfs_rq->blocked_load_avg += p->se.avg.load_avg_contrib;
7116 #endif
7117         }
7118 }
7119
7120 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
7121 {
7122         int i;
7123
7124         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7125
7126         for_each_possible_cpu(i) {
7127                 if (tg->cfs_rq)
7128                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
7129                 if (tg->se)
7130                         kfree(tg->se[i]);
7131         }
7132
7133         kfree(tg->cfs_rq);
7134         kfree(tg->se);
7135 }
7136
7137 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7138 {
7139         struct cfs_rq *cfs_rq;
7140         struct sched_entity *se;
7141         int i;
7142
7143         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7144         if (!tg->cfs_rq)
7145                 goto err;
7146         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7147         if (!tg->se)
7148                 goto err;
7149
7150         tg->shares = NICE_0_LOAD;
7151
7152         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7153
7154         for_each_possible_cpu(i) {
7155                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
7156                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7157                 if (!cfs_rq)
7158                         goto err;
7159
7160                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
7161                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7162                 if (!se)
7163                         goto err_free_rq;
7164
7165                 init_cfs_rq(cfs_rq);
7166                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
7167         }
7168
7169         return 1;
7170
7171 err_free_rq:
7172         kfree(cfs_rq);
7173 err:
7174         return 0;
7175 }
7176
7177 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
7178 {
7179         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7180         unsigned long flags;
7181
7182         /*
7183         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
7184         * check on_list without danger of it being re-added.
7185         */
7186         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
7187                 return;
7188
7189         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7190         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
7191         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7192 }
7193
7194 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
7195                         struct sched_entity *se, int cpu,
7196                         struct sched_entity *parent)
7197 {
7198         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7199
7200         cfs_rq->tg = tg;
7201         cfs_rq->rq = rq;
7202         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
7203
7204         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
7205         tg->se[cpu] = se;
7206
7207         /* se could be NULL for root_task_group */
7208         if (!se)
7209                 return;
7210
7211         if (!parent)
7212                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
7213         else
7214                 se->cfs_rq = parent->my_q;
7215
7216         se->my_q = cfs_rq;
7217         /* guarantee group entities always have weight */
7218         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
7219         se->parent = parent;
7220 }
7221
7222 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
7223
7224 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
7225 {
7226         int i;
7227         unsigned long flags;
7228
7229         /*
7230          * We can't change the weight of the root cgroup.
7231          */
7232         if (!tg->se[0])
7233                 return -EINVAL;
7234
7235         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
7236
7237         mutex_lock(&shares_mutex);
7238         if (tg->shares == shares)
7239                 goto done;
7240
7241         tg->shares = shares;
7242         for_each_possible_cpu(i) {
7243                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7244                 struct sched_entity *se;
7245
7246                 se = tg->se[i];
7247                 /* Propagate contribution to hierarchy */
7248                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7249
7250                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
7251                 update_rq_clock(rq);
7252                 for_each_sched_entity(se)
7253                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
7254                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7255         }
7256
7257 done:
7258         mutex_unlock(&shares_mutex);
7259         return 0;
7260 }
7261 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7262
7263 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
7264
7265 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7266 {
7267         return 1;
7268 }
7269
7270 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
7271
7272 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7273
7274
7275 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
7276 {
7277         struct sched_entity *se = &task->se;
7278         unsigned int rr_interval = 0;
7279
7280         /*
7281          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
7282          * idle runqueue:
7283          */
7284         if (rq->cfs.load.weight)
7285                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
7286
7287         return rr_interval;
7288 }
7289
7290 /*
7291  * All the scheduling class methods:
7292  */
7293 const struct sched_class fair_sched_class = {
7294         .next                   = &idle_sched_class,
7295         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
7296         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
7297         .yield_task             = yield_task_fair,
7298         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
7299
7300         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
7301
7302         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
7303         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
7304
7305 #ifdef CONFIG_SMP
7306         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
7307         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
7308
7309         .rq_online              = rq_online_fair,
7310         .rq_offline             = rq_offline_fair,
7311
7312         .task_waking            = task_waking_fair,
7313 #endif
7314
7315         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
7316         .task_tick              = task_tick_fair,
7317         .task_fork              = task_fork_fair,
7318
7319         .prio_changed           = prio_changed_fair,
7320         .switched_from          = switched_from_fair,
7321         .switched_to            = switched_to_fair,
7322
7323         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
7324
7325 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7326         .task_move_group        = task_move_group_fair,
7327 #endif
7328 };
7329
7330 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7331 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
7332 {
7333         struct cfs_rq *cfs_rq;
7334
7335         rcu_read_lock();
7336         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
7337                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
7338         rcu_read_unlock();
7339 }
7340 #endif
7341
7342 __init void init_sched_fair_class(void)
7343 {
7344 #ifdef CONFIG_SMP
7345         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
7346
7347 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7348         nohz.next_balance = jiffies;
7349         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
7350         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
7351 #endif
7352 #endif /* SMP */
7353
7354 }