sched: Clean up the task_hot() function
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/profile.h>
28 #include <linux/interrupt.h>
29 #include <linux/mempolicy.h>
30 #include <linux/migrate.h>
31 #include <linux/task_work.h>
32
33 #include <trace/events/sched.h>
34
35 #include "sched.h"
36
37 /*
38  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
39  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
40  *
41  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
42  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
43  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
44  * based scheduling concepts.
45  *
46  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
47  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
48  */
49 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
50 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51
52 /*
53  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
54  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
55  *
56  * Options are:
57  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
58  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
60  */
61 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
62         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
63
64 /*
65  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
66  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
69 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70
71 /*
72  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
73  */
74 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
75
76 /*
77  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
78  * parent will (try to) run first.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
81
82 /*
83  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
84  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
85  *
86  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
87  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
88  * have immediate wakeup/sleep latencies.
89  */
90 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
91 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92
93 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
94
95 /*
96  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
97  * distribution.
98  * (default: 10msec)
99  */
100 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
101
102 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
103 /*
104  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
105  * each time a cfs_rq requests quota.
106  *
107  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
108  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
109  * we will always only issue the remaining available time.
110  *
111  * default: 5 msec, units: microseconds
112   */
113 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
114 #endif
115
116 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
117 {
118         lw->weight += inc;
119         lw->inv_weight = 0;
120 }
121
122 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
123 {
124         lw->weight -= dec;
125         lw->inv_weight = 0;
126 }
127
128 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
129 {
130         lw->weight = w;
131         lw->inv_weight = 0;
132 }
133
134 /*
135  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
136  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
137  * to users decreases. But the relationship is not linear,
138  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
139  * number of CPUs.
140  *
141  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
142  */
143 static int get_update_sysctl_factor(void)
144 {
145         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
146         unsigned int factor;
147
148         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
149         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
150                 factor = 1;
151                 break;
152         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
153                 factor = cpus;
154                 break;
155         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
156         default:
157                 factor = 1 + ilog2(cpus);
158                 break;
159         }
160
161         return factor;
162 }
163
164 static void update_sysctl(void)
165 {
166         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
167
168 #define SET_SYSCTL(name) \
169         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
170         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
171         SET_SYSCTL(sched_latency);
172         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
173 #undef SET_SYSCTL
174 }
175
176 void sched_init_granularity(void)
177 {
178         update_sysctl();
179 }
180
181 #define WMULT_CONST     (~0U)
182 #define WMULT_SHIFT     32
183
184 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
185 {
186         unsigned long w;
187
188         if (likely(lw->inv_weight))
189                 return;
190
191         w = scale_load_down(lw->weight);
192
193         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
194                 lw->inv_weight = 1;
195         else if (unlikely(!w))
196                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
197         else
198                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
199 }
200
201 /*
202  * delta_exec * weight / lw.weight
203  *   OR
204  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
205  *
206  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
207  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
208  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
209  *
210  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
211  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
212  */
213 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
214 {
215         u64 fact = scale_load_down(weight);
216         int shift = WMULT_SHIFT;
217
218         __update_inv_weight(lw);
219
220         if (unlikely(fact >> 32)) {
221                 while (fact >> 32) {
222                         fact >>= 1;
223                         shift--;
224                 }
225         }
226
227         /* hint to use a 32x32->64 mul */
228         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
229
230         while (fact >> 32) {
231                 fact >>= 1;
232                 shift--;
233         }
234
235         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
236 }
237
238
239 const struct sched_class fair_sched_class;
240
241 /**************************************************************
242  * CFS operations on generic schedulable entities:
243  */
244
245 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
246
247 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
248 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
249 {
250         return cfs_rq->rq;
251 }
252
253 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
254 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
255
256 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
257 {
258 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
259         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
260 #endif
261         return container_of(se, struct task_struct, se);
262 }
263
264 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
265 #define for_each_sched_entity(se) \
266                 for (; se; se = se->parent)
267
268 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
269 {
270         return p->se.cfs_rq;
271 }
272
273 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
274 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
275 {
276         return se->cfs_rq;
277 }
278
279 /* runqueue "owned" by this group */
280 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
281 {
282         return grp->my_q;
283 }
284
285 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
286                                        int force_update);
287
288 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
289 {
290         if (!cfs_rq->on_list) {
291                 /*
292                  * Ensure we either appear before our parent (if already
293                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
294                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
295                  * reduces this to two cases.
296                  */
297                 if (cfs_rq->tg->parent &&
298                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
299                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
300                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
301                 } else {
302                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
303                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
304                 }
305
306                 cfs_rq->on_list = 1;
307                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
308                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
309         }
310 }
311
312 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
313 {
314         if (cfs_rq->on_list) {
315                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
316                 cfs_rq->on_list = 0;
317         }
318 }
319
320 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
321 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
322         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
323
324 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
325 static inline struct cfs_rq *
326 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
327 {
328         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
329                 return se->cfs_rq;
330
331         return NULL;
332 }
333
334 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
335 {
336         return se->parent;
337 }
338
339 static void
340 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
341 {
342         int se_depth, pse_depth;
343
344         /*
345          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
346          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
347          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
348          * parent.
349          */
350
351         /* First walk up until both entities are at same depth */
352         se_depth = (*se)->depth;
353         pse_depth = (*pse)->depth;
354
355         while (se_depth > pse_depth) {
356                 se_depth--;
357                 *se = parent_entity(*se);
358         }
359
360         while (pse_depth > se_depth) {
361                 pse_depth--;
362                 *pse = parent_entity(*pse);
363         }
364
365         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
366                 *se = parent_entity(*se);
367                 *pse = parent_entity(*pse);
368         }
369 }
370
371 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
372
373 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
374 {
375         return container_of(se, struct task_struct, se);
376 }
377
378 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
379 {
380         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
381 }
382
383 #define entity_is_task(se)      1
384
385 #define for_each_sched_entity(se) \
386                 for (; se; se = NULL)
387
388 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
389 {
390         return &task_rq(p)->cfs;
391 }
392
393 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
394 {
395         struct task_struct *p = task_of(se);
396         struct rq *rq = task_rq(p);
397
398         return &rq->cfs;
399 }
400
401 /* runqueue "owned" by this group */
402 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
403 {
404         return NULL;
405 }
406
407 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
408 {
409 }
410
411 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
412 {
413 }
414
415 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
416                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
417
418 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
419 {
420         return NULL;
421 }
422
423 static inline void
424 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
425 {
426 }
427
428 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
429
430 static __always_inline
431 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
432
433 /**************************************************************
434  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
435  */
436
437 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
438 {
439         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
440         if (delta > 0)
441                 max_vruntime = vruntime;
442
443         return max_vruntime;
444 }
445
446 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
447 {
448         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
449         if (delta < 0)
450                 min_vruntime = vruntime;
451
452         return min_vruntime;
453 }
454
455 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
456                                 struct sched_entity *b)
457 {
458         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
459 }
460
461 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
462 {
463         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
464
465         if (cfs_rq->curr)
466                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
467
468         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
469                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
470                                                    struct sched_entity,
471                                                    run_node);
472
473                 if (!cfs_rq->curr)
474                         vruntime = se->vruntime;
475                 else
476                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
477         }
478
479         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
480         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
481 #ifndef CONFIG_64BIT
482         smp_wmb();
483         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
484 #endif
485 }
486
487 /*
488  * Enqueue an entity into the rb-tree:
489  */
490 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
491 {
492         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
493         struct rb_node *parent = NULL;
494         struct sched_entity *entry;
495         int leftmost = 1;
496
497         /*
498          * Find the right place in the rbtree:
499          */
500         while (*link) {
501                 parent = *link;
502                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
503                 /*
504                  * We dont care about collisions. Nodes with
505                  * the same key stay together.
506                  */
507                 if (entity_before(se, entry)) {
508                         link = &parent->rb_left;
509                 } else {
510                         link = &parent->rb_right;
511                         leftmost = 0;
512                 }
513         }
514
515         /*
516          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
517          * used):
518          */
519         if (leftmost)
520                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
521
522         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
523         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
524 }
525
526 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
527 {
528         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
529                 struct rb_node *next_node;
530
531                 next_node = rb_next(&se->run_node);
532                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
533         }
534
535         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
536 }
537
538 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
539 {
540         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
541
542         if (!left)
543                 return NULL;
544
545         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
546 }
547
548 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
549 {
550         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
551
552         if (!next)
553                 return NULL;
554
555         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
556 }
557
558 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
559 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
560 {
561         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
562
563         if (!last)
564                 return NULL;
565
566         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
567 }
568
569 /**************************************************************
570  * Scheduling class statistics methods:
571  */
572
573 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
574                 void __user *buffer, size_t *lenp,
575                 loff_t *ppos)
576 {
577         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
578         int factor = get_update_sysctl_factor();
579
580         if (ret || !write)
581                 return ret;
582
583         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
584                                         sysctl_sched_min_granularity);
585
586 #define WRT_SYSCTL(name) \
587         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
588         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
589         WRT_SYSCTL(sched_latency);
590         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
591 #undef WRT_SYSCTL
592
593         return 0;
594 }
595 #endif
596
597 /*
598  * delta /= w
599  */
600 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
601 {
602         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
603                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
604
605         return delta;
606 }
607
608 /*
609  * The idea is to set a period in which each task runs once.
610  *
611  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
612  * this period because otherwise the slices get too small.
613  *
614  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
615  */
616 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
617 {
618         u64 period = sysctl_sched_latency;
619         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
620
621         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
622                 period = sysctl_sched_min_granularity;
623                 period *= nr_running;
624         }
625
626         return period;
627 }
628
629 /*
630  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
631  * proportional to the weight.
632  *
633  * s = p*P[w/rw]
634  */
635 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
636 {
637         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
638
639         for_each_sched_entity(se) {
640                 struct load_weight *load;
641                 struct load_weight lw;
642
643                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
644                 load = &cfs_rq->load;
645
646                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
647                         lw = cfs_rq->load;
648
649                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
650                         load = &lw;
651                 }
652                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
653         }
654         return slice;
655 }
656
657 /*
658  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
659  *
660  * vs = s/w
661  */
662 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
663 {
664         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
665 }
666
667 #ifdef CONFIG_SMP
668 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
669
670 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
671
672 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
673 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
674 {
675         u32 slice;
676
677         p->se.avg.decay_count = 0;
678         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
679         p->se.avg.runnable_avg_sum = slice;
680         p->se.avg.runnable_avg_period = slice;
681         __update_task_entity_contrib(&p->se);
682 }
683 #else
684 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
685 {
686 }
687 #endif
688
689 /*
690  * Update the current task's runtime statistics.
691  */
692 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
693 {
694         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
695         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
696         u64 delta_exec;
697
698         if (unlikely(!curr))
699                 return;
700
701         delta_exec = now - curr->exec_start;
702         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
703                 return;
704
705         curr->exec_start = now;
706
707         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
708                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
709
710         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
711         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
712
713         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
714         update_min_vruntime(cfs_rq);
715
716         if (entity_is_task(curr)) {
717                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
718
719                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
720                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
721                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
722         }
723
724         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
725 }
726
727 static inline void
728 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
729 {
730         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
731 }
732
733 /*
734  * Task is being enqueued - update stats:
735  */
736 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
737 {
738         /*
739          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
740          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
741          */
742         if (se != cfs_rq->curr)
743                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
744 }
745
746 static void
747 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
748 {
749         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
750                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
751         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
752         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
753                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
754 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
755         if (entity_is_task(se)) {
756                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
757                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
758         }
759 #endif
760         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
761 }
762
763 static inline void
764 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
765 {
766         /*
767          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
768          * waiting task:
769          */
770         if (se != cfs_rq->curr)
771                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
772 }
773
774 /*
775  * We are picking a new current task - update its stats:
776  */
777 static inline void
778 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
779 {
780         /*
781          * We are starting a new run period:
782          */
783         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
784 }
785
786 /**************************************************
787  * Scheduling class queueing methods:
788  */
789
790 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
791 /*
792  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
793  * calculated based on the tasks virtual memory size and
794  * numa_balancing_scan_size.
795  */
796 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
797 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
798
799 /* Portion of address space to scan in MB */
800 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
801
802 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
803 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
804
805 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
806 {
807         unsigned long rss = 0;
808         unsigned long nr_scan_pages;
809
810         /*
811          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
812          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
813          * on resident pages
814          */
815         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
816         rss = get_mm_rss(p->mm);
817         if (!rss)
818                 rss = nr_scan_pages;
819
820         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
821         return rss / nr_scan_pages;
822 }
823
824 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
825 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
826
827 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
828 {
829         unsigned int scan, floor;
830         unsigned int windows = 1;
831
832         if (sysctl_numa_balancing_scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
833                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / sysctl_numa_balancing_scan_size;
834         floor = 1000 / windows;
835
836         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
837         return max_t(unsigned int, floor, scan);
838 }
839
840 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
841 {
842         unsigned int smin = task_scan_min(p);
843         unsigned int smax;
844
845         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
846         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
847         return max(smin, smax);
848 }
849
850 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
851 {
852         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
853         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
854 }
855
856 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
857 {
858         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
859         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
860 }
861
862 struct numa_group {
863         atomic_t refcount;
864
865         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
866         int nr_tasks;
867         pid_t gid;
868         struct list_head task_list;
869
870         struct rcu_head rcu;
871         nodemask_t active_nodes;
872         unsigned long total_faults;
873         /*
874          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
875          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
876          * more by CPU use than by memory faults.
877          */
878         unsigned long *faults_cpu;
879         unsigned long faults[0];
880 };
881
882 /* Shared or private faults. */
883 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
884
885 /* Memory and CPU locality */
886 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
887
888 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
889 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
890
891 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
892 {
893         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
894 }
895
896 static inline int task_faults_idx(int nid, int priv)
897 {
898         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * nid + priv;
899 }
900
901 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
902 {
903         if (!p->numa_faults_memory)
904                 return 0;
905
906         return p->numa_faults_memory[task_faults_idx(nid, 0)] +
907                 p->numa_faults_memory[task_faults_idx(nid, 1)];
908 }
909
910 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
911 {
912         if (!p->numa_group)
913                 return 0;
914
915         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 0)] +
916                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 1)];
917 }
918
919 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
920 {
921         return group->faults_cpu[task_faults_idx(nid, 0)] +
922                 group->faults_cpu[task_faults_idx(nid, 1)];
923 }
924
925 /*
926  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
927  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
928  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
929  * evenly spread out between numa nodes.
930  */
931 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid)
932 {
933         unsigned long total_faults;
934
935         if (!p->numa_faults_memory)
936                 return 0;
937
938         total_faults = p->total_numa_faults;
939
940         if (!total_faults)
941                 return 0;
942
943         return 1000 * task_faults(p, nid) / total_faults;
944 }
945
946 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid)
947 {
948         if (!p->numa_group || !p->numa_group->total_faults)
949                 return 0;
950
951         return 1000 * group_faults(p, nid) / p->numa_group->total_faults;
952 }
953
954 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
955                                 int src_nid, int dst_cpu)
956 {
957         struct numa_group *ng = p->numa_group;
958         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
959         int last_cpupid, this_cpupid;
960
961         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
962
963         /*
964          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
965          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
966          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
967          *
968          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
969          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
970          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
971          *
972          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
973          * same result twice in a row, given these samples are fully
974          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
975          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
976          *
977          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
978          * act on an unlikely task<->page relation.
979          */
980         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
981         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
982                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
983                 return false;
984
985         /* Always allow migrate on private faults */
986         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
987                 return true;
988
989         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
990         if (!ng)
991                 return true;
992
993         /*
994          * Do not migrate if the destination is not a node that
995          * is actively used by this numa group.
996          */
997         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
998                 return false;
999
1000         /*
1001          * Source is a node that is not actively used by this
1002          * numa group, while the destination is. Migrate.
1003          */
1004         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1005                 return true;
1006
1007         /*
1008          * Both source and destination are nodes in active
1009          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1010          * by migrating from more heavily used groups, to less
1011          * heavily used ones, spreading the load around.
1012          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1013          */
1014         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1015 }
1016
1017 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1018 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1019 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1020 static unsigned long power_of(int cpu);
1021 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1022
1023 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1024 struct numa_stats {
1025         unsigned long nr_running;
1026         unsigned long load;
1027
1028         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1029         unsigned long power;
1030
1031         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1032         unsigned long capacity;
1033         int has_capacity;
1034 };
1035
1036 /*
1037  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1038  */
1039 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1040 {
1041         int cpu, cpus = 0;
1042
1043         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1044         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1045                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1046
1047                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1048                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1049                 ns->power += power_of(cpu);
1050
1051                 cpus++;
1052         }
1053
1054         /*
1055          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1056          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1057          * not find this node attractive.
1058          *
1059          * We'll either bail at !has_capacity, or we'll detect a huge imbalance
1060          * and bail there.
1061          */
1062         if (!cpus)
1063                 return;
1064
1065         ns->load = (ns->load * SCHED_POWER_SCALE) / ns->power;
1066         ns->capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(ns->power, SCHED_POWER_SCALE);
1067         ns->has_capacity = (ns->nr_running < ns->capacity);
1068 }
1069
1070 struct task_numa_env {
1071         struct task_struct *p;
1072
1073         int src_cpu, src_nid;
1074         int dst_cpu, dst_nid;
1075
1076         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1077
1078         int imbalance_pct;
1079
1080         struct task_struct *best_task;
1081         long best_imp;
1082         int best_cpu;
1083 };
1084
1085 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1086                              struct task_struct *p, long imp)
1087 {
1088         if (env->best_task)
1089                 put_task_struct(env->best_task);
1090         if (p)
1091                 get_task_struct(p);
1092
1093         env->best_task = p;
1094         env->best_imp = imp;
1095         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1096 }
1097
1098 /*
1099  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1100  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1101  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1102  * be exchanged with the source task
1103  */
1104 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1105                               long taskimp, long groupimp)
1106 {
1107         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1108         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1109         struct task_struct *cur;
1110         long dst_load, src_load;
1111         long load;
1112         long imp = (groupimp > 0) ? groupimp : taskimp;
1113
1114         rcu_read_lock();
1115         cur = ACCESS_ONCE(dst_rq->curr);
1116         if (cur->pid == 0) /* idle */
1117                 cur = NULL;
1118
1119         /*
1120          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1121          * source and destination node. Calculate the total differential for
1122          * the source task and potential destination task. The more negative
1123          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1124          * be incurred if the tasks were swapped.
1125          */
1126         if (cur) {
1127                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1128                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1129                         goto unlock;
1130
1131                 /*
1132                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1133                  * in any group then look only at task weights.
1134                  */
1135                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1136                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid) -
1137                               task_weight(cur, env->dst_nid);
1138                         /*
1139                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1140                          * tasks within a group over tiny differences.
1141                          */
1142                         if (cur->numa_group)
1143                                 imp -= imp/16;
1144                 } else {
1145                         /*
1146                          * Compare the group weights. If a task is all by
1147                          * itself (not part of a group), use the task weight
1148                          * instead.
1149                          */
1150                         if (env->p->numa_group)
1151                                 imp = groupimp;
1152                         else
1153                                 imp = taskimp;
1154
1155                         if (cur->numa_group)
1156                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid) -
1157                                        group_weight(cur, env->dst_nid);
1158                         else
1159                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid) -
1160                                        task_weight(cur, env->dst_nid);
1161                 }
1162         }
1163
1164         if (imp < env->best_imp)
1165                 goto unlock;
1166
1167         if (!cur) {
1168                 /* Is there capacity at our destination? */
1169                 if (env->src_stats.has_capacity &&
1170                     !env->dst_stats.has_capacity)
1171                         goto unlock;
1172
1173                 goto balance;
1174         }
1175
1176         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1177         if (src_rq->nr_running == 1 && dst_rq->nr_running == 1)
1178                 goto assign;
1179
1180         /*
1181          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1182          */
1183 balance:
1184         dst_load = env->dst_stats.load;
1185         src_load = env->src_stats.load;
1186
1187         /* XXX missing power terms */
1188         load = task_h_load(env->p);
1189         dst_load += load;
1190         src_load -= load;
1191
1192         if (cur) {
1193                 load = task_h_load(cur);
1194                 dst_load -= load;
1195                 src_load += load;
1196         }
1197
1198         /* make src_load the smaller */
1199         if (dst_load < src_load)
1200                 swap(dst_load, src_load);
1201
1202         if (src_load * env->imbalance_pct < dst_load * 100)
1203                 goto unlock;
1204
1205 assign:
1206         task_numa_assign(env, cur, imp);
1207 unlock:
1208         rcu_read_unlock();
1209 }
1210
1211 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1212                                 long taskimp, long groupimp)
1213 {
1214         int cpu;
1215
1216         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1217                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1218                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1219                         continue;
1220
1221                 env->dst_cpu = cpu;
1222                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1223         }
1224 }
1225
1226 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1227 {
1228         struct task_numa_env env = {
1229                 .p = p,
1230
1231                 .src_cpu = task_cpu(p),
1232                 .src_nid = task_node(p),
1233
1234                 .imbalance_pct = 112,
1235
1236                 .best_task = NULL,
1237                 .best_imp = 0,
1238                 .best_cpu = -1
1239         };
1240         struct sched_domain *sd;
1241         unsigned long taskweight, groupweight;
1242         int nid, ret;
1243         long taskimp, groupimp;
1244
1245         /*
1246          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1247          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1248          *
1249          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1250          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1251          * to satisfy here.
1252          */
1253         rcu_read_lock();
1254         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1255         if (sd)
1256                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1257         rcu_read_unlock();
1258
1259         /*
1260          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1261          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1262          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1263          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1264          */
1265         if (unlikely(!sd)) {
1266                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1267                 return -EINVAL;
1268         }
1269
1270         taskweight = task_weight(p, env.src_nid);
1271         groupweight = group_weight(p, env.src_nid);
1272         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1273         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1274         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid) - taskweight;
1275         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid) - groupweight;
1276         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1277
1278         /* If the preferred nid has capacity, try to use it. */
1279         if (env.dst_stats.has_capacity)
1280                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1281
1282         /* No space available on the preferred nid. Look elsewhere. */
1283         if (env.best_cpu == -1) {
1284                 for_each_online_node(nid) {
1285                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1286                                 continue;
1287
1288                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1289                         taskimp = task_weight(p, nid) - taskweight;
1290                         groupimp = group_weight(p, nid) - groupweight;
1291                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1292                                 continue;
1293
1294                         env.dst_nid = nid;
1295                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1296                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1297                 }
1298         }
1299
1300         /* No better CPU than the current one was found. */
1301         if (env.best_cpu == -1)
1302                 return -EAGAIN;
1303
1304         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1305
1306         /*
1307          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1308          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1309          */
1310         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1311
1312         if (env.best_task == NULL) {
1313                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1314                 if (ret != 0)
1315                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1316                 return ret;
1317         }
1318
1319         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1320         if (ret != 0)
1321                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1322         put_task_struct(env.best_task);
1323         return ret;
1324 }
1325
1326 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1327 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1328 {
1329         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1330         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults_memory))
1331                 return;
1332
1333         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1334         p->numa_migrate_retry = jiffies + HZ;
1335
1336         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1337         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1338                 return;
1339
1340         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1341         task_numa_migrate(p);
1342 }
1343
1344 /*
1345  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1346  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1347  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1348  * located.
1349  *
1350  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1351  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1352  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1353  * only removed when they drop below 3/16.
1354  */
1355 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1356 {
1357         unsigned long faults, max_faults = 0;
1358         int nid;
1359
1360         for_each_online_node(nid) {
1361                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1362                 if (faults > max_faults)
1363                         max_faults = faults;
1364         }
1365
1366         for_each_online_node(nid) {
1367                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1368                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1369                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1370                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1371                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1372                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1373         }
1374 }
1375
1376 /*
1377  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1378  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1379  * period will be for the next scan window. If local/remote ratio is below
1380  * NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS) the
1381  * scan period will decrease
1382  */
1383 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1384 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 3
1385
1386 /*
1387  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1388  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1389  * the page accesses are shared with other processes.
1390  * Otherwise, decrease the scan period.
1391  */
1392 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1393                         unsigned long shared, unsigned long private)
1394 {
1395         unsigned int period_slot;
1396         int ratio;
1397         int diff;
1398
1399         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1400         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1401
1402         /*
1403          * If there were no record hinting faults then either the task is
1404          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1405          * to automatic numa balancing. Scan slower
1406          */
1407         if (local + shared == 0) {
1408                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1409                         p->numa_scan_period << 1);
1410
1411                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1412                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1413
1414                 return;
1415         }
1416
1417         /*
1418          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1419          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1420          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1421          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1422          */
1423         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1424         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1425         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1426                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1427                 if (!slot)
1428                         slot = 1;
1429                 diff = slot * period_slot;
1430         } else {
1431                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1432
1433                 /*
1434                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1435                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1436                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1437                  * speaking the intent is that there is little point
1438                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1439                  * simply bounce migrations uselessly
1440                  */
1441                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared));
1442                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1443         }
1444
1445         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1446                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1447         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1448 }
1449
1450 /*
1451  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1452  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1453  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1454  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1455  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1456  */
1457 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1458 {
1459         u64 runtime, delta, now;
1460         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1461         now = p->se.exec_start;
1462         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1463
1464         if (p->last_task_numa_placement) {
1465                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1466                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1467         } else {
1468                 delta = p->se.avg.runnable_avg_sum;
1469                 *period = p->se.avg.runnable_avg_period;
1470         }
1471
1472         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1473         p->last_task_numa_placement = now;
1474
1475         return delta;
1476 }
1477
1478 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1479 {
1480         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1481         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1482         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1483         unsigned long total_faults;
1484         u64 runtime, period;
1485         spinlock_t *group_lock = NULL;
1486
1487         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1488         if (p->numa_scan_seq == seq)
1489                 return;
1490         p->numa_scan_seq = seq;
1491         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1492
1493         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1494                        p->numa_faults_locality[1];
1495         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1496
1497         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1498         if (p->numa_group) {
1499                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1500                 spin_lock(group_lock);
1501         }
1502
1503         /* Find the node with the highest number of faults */
1504         for_each_online_node(nid) {
1505                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1506                 int priv, i;
1507
1508                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1509                         long diff, f_diff, f_weight;
1510
1511                         i = task_faults_idx(nid, priv);
1512
1513                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1514                         diff = p->numa_faults_buffer_memory[i] - p->numa_faults_memory[i] / 2;
1515                         fault_types[priv] += p->numa_faults_buffer_memory[i];
1516                         p->numa_faults_buffer_memory[i] = 0;
1517
1518                         /*
1519                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1520                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1521                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1522                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1523                          * faults are less important.
1524                          */
1525                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1526                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults_buffer_cpu[i]) /
1527                                    (total_faults + 1);
1528                         f_diff = f_weight - p->numa_faults_cpu[i] / 2;
1529                         p->numa_faults_buffer_cpu[i] = 0;
1530
1531                         p->numa_faults_memory[i] += diff;
1532                         p->numa_faults_cpu[i] += f_diff;
1533                         faults += p->numa_faults_memory[i];
1534                         p->total_numa_faults += diff;
1535                         if (p->numa_group) {
1536                                 /* safe because we can only change our own group */
1537                                 p->numa_group->faults[i] += diff;
1538                                 p->numa_group->faults_cpu[i] += f_diff;
1539                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1540                                 group_faults += p->numa_group->faults[i];
1541                         }
1542                 }
1543
1544                 if (faults > max_faults) {
1545                         max_faults = faults;
1546                         max_nid = nid;
1547                 }
1548
1549                 if (group_faults > max_group_faults) {
1550                         max_group_faults = group_faults;
1551                         max_group_nid = nid;
1552                 }
1553         }
1554
1555         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1556
1557         if (p->numa_group) {
1558                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1559                 /*
1560                  * If the preferred task and group nids are different,
1561                  * iterate over the nodes again to find the best place.
1562                  */
1563                 if (max_nid != max_group_nid) {
1564                         unsigned long weight, max_weight = 0;
1565
1566                         for_each_online_node(nid) {
1567                                 weight = task_weight(p, nid) + group_weight(p, nid);
1568                                 if (weight > max_weight) {
1569                                         max_weight = weight;
1570                                         max_nid = nid;
1571                                 }
1572                         }
1573                 }
1574
1575                 spin_unlock(group_lock);
1576         }
1577
1578         /* Preferred node as the node with the most faults */
1579         if (max_faults && max_nid != p->numa_preferred_nid) {
1580                 /* Update the preferred nid and migrate task if possible */
1581                 sched_setnuma(p, max_nid);
1582                 numa_migrate_preferred(p);
1583         }
1584 }
1585
1586 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1587 {
1588         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1589 }
1590
1591 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1592 {
1593         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1594                 kfree_rcu(grp, rcu);
1595 }
1596
1597 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1598                         int *priv)
1599 {
1600         struct numa_group *grp, *my_grp;
1601         struct task_struct *tsk;
1602         bool join = false;
1603         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1604         int i;
1605
1606         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1607                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1608                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1609
1610                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1611                 if (!grp)
1612                         return;
1613
1614                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1615                 spin_lock_init(&grp->lock);
1616                 INIT_LIST_HEAD(&grp->task_list);
1617                 grp->gid = p->pid;
1618                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1619                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1620                                                 nr_node_ids;
1621
1622                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1623
1624                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1625                         grp->faults[i] = p->numa_faults_memory[i];
1626
1627                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1628
1629                 list_add(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1630                 grp->nr_tasks++;
1631                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1632         }
1633
1634         rcu_read_lock();
1635         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1636
1637         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1638                 goto no_join;
1639
1640         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1641         if (!grp)
1642                 goto no_join;
1643
1644         my_grp = p->numa_group;
1645         if (grp == my_grp)
1646                 goto no_join;
1647
1648         /*
1649          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1650          * the other task will join us.
1651          */
1652         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1653                 goto no_join;
1654
1655         /*
1656          * Tie-break on the grp address.
1657          */
1658         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1659                 goto no_join;
1660
1661         /* Always join threads in the same process. */
1662         if (tsk->mm == current->mm)
1663                 join = true;
1664
1665         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1666         if (flags & TNF_SHARED)
1667                 join = true;
1668
1669         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1670         *priv = !join;
1671
1672         if (join && !get_numa_group(grp))
1673                 goto no_join;
1674
1675         rcu_read_unlock();
1676
1677         if (!join)
1678                 return;
1679
1680         double_lock(&my_grp->lock, &grp->lock);
1681
1682         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
1683                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1684                 grp->faults[i] += p->numa_faults_memory[i];
1685         }
1686         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1687         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
1688
1689         list_move(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1690         my_grp->nr_tasks--;
1691         grp->nr_tasks++;
1692
1693         spin_unlock(&my_grp->lock);
1694         spin_unlock(&grp->lock);
1695
1696         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1697
1698         put_numa_group(my_grp);
1699         return;
1700
1701 no_join:
1702         rcu_read_unlock();
1703         return;
1704 }
1705
1706 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1707 {
1708         struct numa_group *grp = p->numa_group;
1709         int i;
1710         void *numa_faults = p->numa_faults_memory;
1711
1712         if (grp) {
1713                 spin_lock(&grp->lock);
1714                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1715                         grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1716                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1717
1718                 list_del(&p->numa_entry);
1719                 grp->nr_tasks--;
1720                 spin_unlock(&grp->lock);
1721                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, NULL);
1722                 put_numa_group(grp);
1723         }
1724
1725         p->numa_faults_memory = NULL;
1726         p->numa_faults_buffer_memory = NULL;
1727         p->numa_faults_cpu= NULL;
1728         p->numa_faults_buffer_cpu = NULL;
1729         kfree(numa_faults);
1730 }
1731
1732 /*
1733  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
1734  */
1735 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
1736 {
1737         struct task_struct *p = current;
1738         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
1739         int cpu_node = task_node(current);
1740         int priv;
1741
1742         if (!numabalancing_enabled)
1743                 return;
1744
1745         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
1746         if (!p->mm)
1747                 return;
1748
1749         /* Do not worry about placement if exiting */
1750         if (p->state == TASK_DEAD)
1751                 return;
1752
1753         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
1754         if (unlikely(!p->numa_faults_memory)) {
1755                 int size = sizeof(*p->numa_faults_memory) *
1756                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
1757
1758                 p->numa_faults_memory = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
1759                 if (!p->numa_faults_memory)
1760                         return;
1761
1762                 BUG_ON(p->numa_faults_buffer_memory);
1763                 /*
1764                  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
1765                  * occupy the first half of the array. The second half of the
1766                  * array is for current counters, which are averaged into the
1767                  * first set by task_numa_placement.
1768                  */
1769                 p->numa_faults_cpu = p->numa_faults_memory + (2 * nr_node_ids);
1770                 p->numa_faults_buffer_memory = p->numa_faults_memory + (4 * nr_node_ids);
1771                 p->numa_faults_buffer_cpu = p->numa_faults_memory + (6 * nr_node_ids);
1772                 p->total_numa_faults = 0;
1773                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1774         }
1775
1776         /*
1777          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
1778          * to be private if the accessing pid has not changed
1779          */
1780         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
1781                 priv = 1;
1782         } else {
1783                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
1784                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
1785                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
1786         }
1787
1788         task_numa_placement(p);
1789
1790         /*
1791          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
1792          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
1793          */
1794         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
1795                 numa_migrate_preferred(p);
1796
1797         if (migrated)
1798                 p->numa_pages_migrated += pages;
1799
1800         p->numa_faults_buffer_memory[task_faults_idx(mem_node, priv)] += pages;
1801         p->numa_faults_buffer_cpu[task_faults_idx(cpu_node, priv)] += pages;
1802         p->numa_faults_locality[!!(flags & TNF_FAULT_LOCAL)] += pages;
1803 }
1804
1805 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
1806 {
1807         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
1808         p->mm->numa_scan_offset = 0;
1809 }
1810
1811 /*
1812  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
1813  * Triggered from task_tick_numa().
1814  */
1815 void task_numa_work(struct callback_head *work)
1816 {
1817         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
1818         struct task_struct *p = current;
1819         struct mm_struct *mm = p->mm;
1820         struct vm_area_struct *vma;
1821         unsigned long start, end;
1822         unsigned long nr_pte_updates = 0;
1823         long pages;
1824
1825         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
1826
1827         work->next = work; /* protect against double add */
1828         /*
1829          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
1830          *
1831          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
1832          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
1833          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
1834          * work.
1835          */
1836         if (p->flags & PF_EXITING)
1837                 return;
1838
1839         if (!mm->numa_next_scan) {
1840                 mm->numa_next_scan = now +
1841                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1842         }
1843
1844         /*
1845          * Enforce maximal scan/migration frequency..
1846          */
1847         migrate = mm->numa_next_scan;
1848         if (time_before(now, migrate))
1849                 return;
1850
1851         if (p->numa_scan_period == 0) {
1852                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1853                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1854         }
1855
1856         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1857         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
1858                 return;
1859
1860         /*
1861          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
1862          * the next time around.
1863          */
1864         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
1865
1866         start = mm->numa_scan_offset;
1867         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
1868         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
1869         if (!pages)
1870                 return;
1871
1872         down_read(&mm->mmap_sem);
1873         vma = find_vma(mm, start);
1874         if (!vma) {
1875                 reset_ptenuma_scan(p);
1876                 start = 0;
1877                 vma = mm->mmap;
1878         }
1879         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
1880                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(p, vma))
1881                         continue;
1882
1883                 /*
1884                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
1885                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
1886                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
1887                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
1888                  */
1889                 if (!vma->vm_mm ||
1890                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
1891                         continue;
1892
1893                 /*
1894                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
1895                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
1896                  */
1897                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
1898                         continue;
1899
1900                 do {
1901                         start = max(start, vma->vm_start);
1902                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
1903                         end = min(end, vma->vm_end);
1904                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
1905
1906                         /*
1907                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
1908                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
1909                          * address space is quickly skipped.
1910                          */
1911                         if (nr_pte_updates)
1912                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
1913
1914                         start = end;
1915                         if (pages <= 0)
1916                                 goto out;
1917
1918                         cond_resched();
1919                 } while (end != vma->vm_end);
1920         }
1921
1922 out:
1923         /*
1924          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
1925          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
1926          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
1927          * scanner to the start so check it now.
1928          */
1929         if (vma)
1930                 mm->numa_scan_offset = start;
1931         else
1932                 reset_ptenuma_scan(p);
1933         up_read(&mm->mmap_sem);
1934 }
1935
1936 /*
1937  * Drive the periodic memory faults..
1938  */
1939 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1940 {
1941         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1942         u64 period, now;
1943
1944         /*
1945          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
1946          */
1947         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
1948                 return;
1949
1950         /*
1951          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
1952          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
1953          * task needs to have done some actual work before we bother with
1954          * NUMA placement.
1955          */
1956         now = curr->se.sum_exec_runtime;
1957         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
1958
1959         if (now - curr->node_stamp > period) {
1960                 if (!curr->node_stamp)
1961                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
1962                 curr->node_stamp += period;
1963
1964                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
1965                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
1966                         task_work_add(curr, work, true);
1967                 }
1968         }
1969 }
1970 #else
1971 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1972 {
1973 }
1974
1975 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1976 {
1977 }
1978
1979 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1980 {
1981 }
1982 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1983
1984 static void
1985 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1986 {
1987         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1988         if (!parent_entity(se))
1989                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1990 #ifdef CONFIG_SMP
1991         if (entity_is_task(se)) {
1992                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1993
1994                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
1995                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
1996         }
1997 #endif
1998         cfs_rq->nr_running++;
1999 }
2000
2001 static void
2002 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2003 {
2004         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2005         if (!parent_entity(se))
2006                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2007         if (entity_is_task(se)) {
2008                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2009                 list_del_init(&se->group_node);
2010         }
2011         cfs_rq->nr_running--;
2012 }
2013
2014 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2015 # ifdef CONFIG_SMP
2016 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2017 {
2018         long tg_weight;
2019
2020         /*
2021          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
2022          * to gain a more accurate current total weight. See
2023          * update_cfs_rq_load_contribution().
2024          */
2025         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2026         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2027         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2028
2029         return tg_weight;
2030 }
2031
2032 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2033 {
2034         long tg_weight, load, shares;
2035
2036         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2037         load = cfs_rq->load.weight;
2038
2039         shares = (tg->shares * load);
2040         if (tg_weight)
2041                 shares /= tg_weight;
2042
2043         if (shares < MIN_SHARES)
2044                 shares = MIN_SHARES;
2045         if (shares > tg->shares)
2046                 shares = tg->shares;
2047
2048         return shares;
2049 }
2050 # else /* CONFIG_SMP */
2051 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2052 {
2053         return tg->shares;
2054 }
2055 # endif /* CONFIG_SMP */
2056 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2057                             unsigned long weight)
2058 {
2059         if (se->on_rq) {
2060                 /* commit outstanding execution time */
2061                 if (cfs_rq->curr == se)
2062                         update_curr(cfs_rq);
2063                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2064         }
2065
2066         update_load_set(&se->load, weight);
2067
2068         if (se->on_rq)
2069                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2070 }
2071
2072 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2073
2074 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2075 {
2076         struct task_group *tg;
2077         struct sched_entity *se;
2078         long shares;
2079
2080         tg = cfs_rq->tg;
2081         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2082         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2083                 return;
2084 #ifndef CONFIG_SMP
2085         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2086                 return;
2087 #endif
2088         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2089
2090         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2091 }
2092 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2093 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2094 {
2095 }
2096 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2097
2098 #ifdef CONFIG_SMP
2099 /*
2100  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
2101  * Note: The tables below are dependent on this value.
2102  */
2103 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
2104 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
2105 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
2106
2107 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2108 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2109         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2110         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2111         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2112         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2113         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2114         0x85aac367, 0x82cd8698,
2115 };
2116
2117 /*
2118  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2119  * over-estimates when re-combining.
2120  */
2121 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2122             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2123          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2124         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2125 };
2126
2127 /*
2128  * Approximate:
2129  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2130  */
2131 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2132 {
2133         unsigned int local_n;
2134
2135         if (!n)
2136                 return val;
2137         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2138                 return 0;
2139
2140         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2141         local_n = n;
2142
2143         /*
2144          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2145          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
2146          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
2147          *
2148          * To achieve constant time decay_load.
2149          */
2150         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2151                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2152                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2153         }
2154
2155         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
2156         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
2157         return val >> 32;
2158 }
2159
2160 /*
2161  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2162  * average will be: \Sum 1024*y^n
2163  *
2164  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2165  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2166  */
2167 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2168 {
2169         u32 contrib = 0;
2170
2171         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2172                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2173         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2174                 return LOAD_AVG_MAX;
2175
2176         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2177         do {
2178                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2179                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2180
2181                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2182         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2183
2184         contrib = decay_load(contrib, n);
2185         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2186 }
2187
2188 /*
2189  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2190  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2191  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2192  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2193  *
2194  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2195  *      p0            p1           p2
2196  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2197  *
2198  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2199  *
2200  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2201  * following representation of historical load:
2202  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2203  *
2204  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2205  *   y^32 = 0.5
2206  *
2207  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2208  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2209  * (u_0).
2210  *
2211  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2212  * sum again by y is sufficient to update:
2213  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2214  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2215  */
2216 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
2217                                                         struct sched_avg *sa,
2218                                                         int runnable)
2219 {
2220         u64 delta, periods;
2221         u32 runnable_contrib;
2222         int delta_w, decayed = 0;
2223
2224         delta = now - sa->last_runnable_update;
2225         /*
2226          * This should only happen when time goes backwards, which it
2227          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2228          */
2229         if ((s64)delta < 0) {
2230                 sa->last_runnable_update = now;
2231                 return 0;
2232         }
2233
2234         /*
2235          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2236          * approximation of 1us and fast to compute.
2237          */
2238         delta >>= 10;
2239         if (!delta)
2240                 return 0;
2241         sa->last_runnable_update = now;
2242
2243         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2244         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
2245         if (delta + delta_w >= 1024) {
2246                 /* period roll-over */
2247                 decayed = 1;
2248
2249                 /*
2250                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2251                  * out how much from delta we need to complete the current
2252                  * period and accrue it.
2253                  */
2254                 delta_w = 1024 - delta_w;
2255                 if (runnable)
2256                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2257                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
2258
2259                 delta -= delta_w;
2260
2261                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2262                 periods = delta / 1024;
2263                 delta %= 1024;
2264
2265                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2266                                                   periods + 1);
2267                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
2268                                                      periods + 1);
2269
2270                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2271                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2272                 if (runnable)
2273                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2274                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
2275         }
2276
2277         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2278         if (runnable)
2279                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2280         sa->runnable_avg_period += delta;
2281
2282         return decayed;
2283 }
2284
2285 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2286 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2287 {
2288         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2289         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2290
2291         decays -= se->avg.decay_count;
2292         if (!decays)
2293                 return 0;
2294
2295         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2296         se->avg.decay_count = 0;
2297
2298         return decays;
2299 }
2300
2301 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2302 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2303                                                  int force_update)
2304 {
2305         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2306         long tg_contrib;
2307
2308         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2309         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2310
2311         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2312                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2313                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2314         }
2315 }
2316
2317 /*
2318  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2319  * representation for computing load contributions.
2320  */
2321 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2322                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2323 {
2324         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2325         long contrib;
2326
2327         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2328         contrib = div_u64((u64)sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2329                           sa->runnable_avg_period + 1);
2330         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2331
2332         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2333                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2334                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2335         }
2336 }
2337
2338 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2339 {
2340         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2341         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2342         int runnable_avg;
2343
2344         u64 contrib;
2345
2346         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2347         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2348                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2349
2350         /*
2351          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2352          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2353          * load as a task of equal weight.
2354          *
2355          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2356          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2357          * lower-bound on the true value.
2358          *
2359          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2360          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2361          * understating by the aggregate of their overlap.
2362          *
2363          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2364          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2365          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2366          *
2367          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2368          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2369          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2370          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2371          * our upper bound of 1-cpu.
2372          */
2373         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2374         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2375                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2376                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2377         }
2378 }
2379
2380 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2381 {
2382         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2383         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2384 }
2385 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2386 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2387                                                  int force_update) {}
2388 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2389                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2390 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2391 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2392 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2393
2394 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2395 {
2396         u32 contrib;
2397
2398         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2399         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2400         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2401         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2402 }
2403
2404 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2405 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2406 {
2407         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2408
2409         if (entity_is_task(se)) {
2410                 __update_task_entity_contrib(se);
2411         } else {
2412                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2413                 __update_group_entity_contrib(se);
2414         }
2415
2416         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2417 }
2418
2419 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2420                                                  long load_contrib)
2421 {
2422         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2423                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2424         else
2425                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2426 }
2427
2428 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2429
2430 /* Update a sched_entity's runnable average */
2431 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2432                                           int update_cfs_rq)
2433 {
2434         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2435         long contrib_delta;
2436         u64 now;
2437
2438         /*
2439          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2440          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2441          */
2442         if (entity_is_task(se))
2443                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2444         else
2445                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2446
2447         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2448                 return;
2449
2450         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2451
2452         if (!update_cfs_rq)
2453                 return;
2454
2455         if (se->on_rq)
2456                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2457         else
2458                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2459 }
2460
2461 /*
2462  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2463  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2464  */
2465 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2466 {
2467         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2468         u64 decays;
2469
2470         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2471         if (!decays && !force_update)
2472                 return;
2473
2474         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2475                 unsigned long removed_load;
2476                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2477                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2478         }
2479
2480         if (decays) {
2481                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2482                                                       decays);
2483                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2484                 cfs_rq->last_decay = now;
2485         }
2486
2487         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2488 }
2489
2490 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2491 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2492                                                   struct sched_entity *se,
2493                                                   int wakeup)
2494 {
2495         /*
2496          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2497          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2498          * accumulated while sleeping.
2499          *
2500          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2501          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2502          * constructed load_avg_contrib.
2503          */
2504         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2505                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2506                 if (se->avg.decay_count) {
2507                         /*
2508                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2509                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2510                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2511                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2512                          * approximate this using our carried decays, which are
2513                          * explicitly atomically readable.
2514                          */
2515                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2516                                                         << 20;
2517                         update_entity_load_avg(se, 0);
2518                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2519                         se->avg.decay_count = 0;
2520                 }
2521                 wakeup = 0;
2522         } else {
2523                 __synchronize_entity_decay(se);
2524         }
2525
2526         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2527         if (wakeup) {
2528                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2529                 update_entity_load_avg(se, 0);
2530         }
2531
2532         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2533         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2534         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2535 }
2536
2537 /*
2538  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2539  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2540  * blocked_load_avg.
2541  */
2542 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2543                                                   struct sched_entity *se,
2544                                                   int sleep)
2545 {
2546         update_entity_load_avg(se, 1);
2547         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2548         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2549
2550         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2551         if (sleep) {
2552                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2553                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2554         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2555 }
2556
2557 /*
2558  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2559  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2560  * be the only way to update the runnable statistic.
2561  */
2562 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2563 {
2564         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2565 }
2566
2567 /*
2568  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2569  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2570  * be the only way to update the runnable statistic.
2571  */
2572 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2573 {
2574         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2575 }
2576
2577 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2578
2579 #else /* CONFIG_SMP */
2580
2581 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2582                                           int update_cfs_rq) {}
2583 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2584 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2585                                            struct sched_entity *se,
2586                                            int wakeup) {}
2587 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2588                                            struct sched_entity *se,
2589                                            int sleep) {}
2590 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2591                                               int force_update) {}
2592
2593 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2594 {
2595         return 0;
2596 }
2597
2598 #endif /* CONFIG_SMP */
2599
2600 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2601 {
2602 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2603         struct task_struct *tsk = NULL;
2604
2605         if (entity_is_task(se))
2606                 tsk = task_of(se);
2607
2608         if (se->statistics.sleep_start) {
2609                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2610
2611                 if ((s64)delta < 0)
2612                         delta = 0;
2613
2614                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2615                         se->statistics.sleep_max = delta;
2616
2617                 se->statistics.sleep_start = 0;
2618                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2619
2620                 if (tsk) {
2621                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2622                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2623                 }
2624         }
2625         if (se->statistics.block_start) {
2626                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2627
2628                 if ((s64)delta < 0)
2629                         delta = 0;
2630
2631                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2632                         se->statistics.block_max = delta;
2633
2634                 se->statistics.block_start = 0;
2635                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2636
2637                 if (tsk) {
2638                         if (tsk->in_iowait) {
2639                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2640                                 se->statistics.iowait_count++;
2641                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2642                         }
2643
2644                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2645
2646                         /*
2647                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2648                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2649                          * amount of time that the task spent sleeping:
2650                          */
2651                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2652                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2653                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2654                                                 delta >> 20);
2655                         }
2656                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2657                 }
2658         }
2659 #endif
2660 }
2661
2662 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2663 {
2664 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2665         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2666
2667         if (d < 0)
2668                 d = -d;
2669
2670         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2671                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2672 #endif
2673 }
2674
2675 static void
2676 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2677 {
2678         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2679
2680         /*
2681          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2682          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2683          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2684          * stays open at the end.
2685          */
2686         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2687                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2688
2689         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2690         if (!initial) {
2691                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2692
2693                 /*
2694                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2695                  * for a gentler effect of sleepers:
2696                  */
2697                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2698                         thresh >>= 1;
2699
2700                 vruntime -= thresh;
2701         }
2702
2703         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2704         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2705 }
2706
2707 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2708
2709 static void
2710 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2711 {
2712         /*
2713          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2714          * through calling update_curr().
2715          */
2716         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2717                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2718
2719         /*
2720          * Update run-time statistics of the 'current'.
2721          */
2722         update_curr(cfs_rq);
2723         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2724         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2725         update_cfs_shares(cfs_rq);
2726
2727         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2728                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2729                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
2730         }
2731
2732         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
2733         check_spread(cfs_rq, se);
2734         if (se != cfs_rq->curr)
2735                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
2736         se->on_rq = 1;
2737
2738         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
2739                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
2740                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
2741         }
2742 }
2743
2744 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
2745 {
2746         for_each_sched_entity(se) {
2747                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2748                 if (cfs_rq->last != se)
2749                         break;
2750
2751                 cfs_rq->last = NULL;
2752         }
2753 }
2754
2755 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
2756 {
2757         for_each_sched_entity(se) {
2758                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2759                 if (cfs_rq->next != se)
2760                         break;
2761
2762                 cfs_rq->next = NULL;
2763         }
2764 }
2765
2766 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
2767 {
2768         for_each_sched_entity(se) {
2769                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2770                 if (cfs_rq->skip != se)
2771                         break;
2772
2773                 cfs_rq->skip = NULL;
2774         }
2775 }
2776
2777 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2778 {
2779         if (cfs_rq->last == se)
2780                 __clear_buddies_last(se);
2781
2782         if (cfs_rq->next == se)
2783                 __clear_buddies_next(se);
2784
2785         if (cfs_rq->skip == se)
2786                 __clear_buddies_skip(se);
2787 }
2788
2789 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2790
2791 static void
2792 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2793 {
2794         /*
2795          * Update run-time statistics of the 'current'.
2796          */
2797         update_curr(cfs_rq);
2798         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2799
2800         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
2801         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
2802 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2803                 if (entity_is_task(se)) {
2804                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
2805
2806                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
2807                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2808                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
2809                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2810                 }
2811 #endif
2812         }
2813
2814         clear_buddies(cfs_rq, se);
2815
2816         if (se != cfs_rq->curr)
2817                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2818         se->on_rq = 0;
2819         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2820
2821         /*
2822          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
2823          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
2824          * movement in our normalized position.
2825          */
2826         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
2827                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
2828
2829         /* return excess runtime on last dequeue */
2830         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2831
2832         update_min_vruntime(cfs_rq);
2833         update_cfs_shares(cfs_rq);
2834 }
2835
2836 /*
2837  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2838  */
2839 static void
2840 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2841 {
2842         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
2843         struct sched_entity *se;
2844         s64 delta;
2845
2846         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
2847         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
2848         if (delta_exec > ideal_runtime) {
2849                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2850                 /*
2851                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
2852                  * re-elected due to buddy favours.
2853                  */
2854                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
2855                 return;
2856         }
2857
2858         /*
2859          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
2860          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
2861          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
2862          */
2863         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
2864                 return;
2865
2866         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2867         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
2868
2869         if (delta < 0)
2870                 return;
2871
2872         if (delta > ideal_runtime)
2873                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2874 }
2875
2876 static void
2877 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2878 {
2879         /* 'current' is not kept within the tree. */
2880         if (se->on_rq) {
2881                 /*
2882                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
2883                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
2884                  * runqueue.
2885                  */
2886                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
2887                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2888         }
2889
2890         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
2891         cfs_rq->curr = se;
2892 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2893         /*
2894          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
2895          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
2896          * when there are only lesser-weight tasks around):
2897          */
2898         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
2899                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
2900                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
2901         }
2902 #endif
2903         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
2904 }
2905
2906 static int
2907 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
2908
2909 /*
2910  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
2911  * 1) keep things fair between processes/task groups
2912  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
2913  * 3) pick the "last" process, for cache locality
2914  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
2915  */
2916 static struct sched_entity *
2917 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2918 {
2919         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
2920         struct sched_entity *se;
2921
2922         /*
2923          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
2924          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
2925          */
2926         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
2927                 left = curr;
2928
2929         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
2930
2931         /*
2932          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
2933          * be done without getting too unfair.
2934          */
2935         if (cfs_rq->skip == se) {
2936                 struct sched_entity *second;
2937
2938                 if (se == curr) {
2939                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
2940                 } else {
2941                         second = __pick_next_entity(se);
2942                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
2943                                 second = curr;
2944                 }
2945
2946                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
2947                         se = second;
2948         }
2949
2950         /*
2951          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
2952          */
2953         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
2954                 se = cfs_rq->last;
2955
2956         /*
2957          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
2958          */
2959         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
2960                 se = cfs_rq->next;
2961
2962         clear_buddies(cfs_rq, se);
2963
2964         return se;
2965 }
2966
2967 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2968
2969 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
2970 {
2971         /*
2972          * If still on the runqueue then deactivate_task()
2973          * was not called and update_curr() has to be done:
2974          */
2975         if (prev->on_rq)
2976                 update_curr(cfs_rq);
2977
2978         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
2979         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2980
2981         check_spread(cfs_rq, prev);
2982         if (prev->on_rq) {
2983                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
2984                 /* Put 'current' back into the tree. */
2985                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
2986                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
2987                 update_entity_load_avg(prev, 1);
2988         }
2989         cfs_rq->curr = NULL;
2990 }
2991
2992 static void
2993 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
2994 {
2995         /*
2996          * Update run-time statistics of the 'current'.
2997          */
2998         update_curr(cfs_rq);
2999
3000         /*
3001          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3002          */
3003         update_entity_load_avg(curr, 1);
3004         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
3005         update_cfs_shares(cfs_rq);
3006
3007 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3008         /*
3009          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3010          * validating it and just reschedule.
3011          */
3012         if (queued) {
3013                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3014                 return;
3015         }
3016         /*
3017          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3018          */
3019         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3020                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3021                 return;
3022 #endif
3023
3024         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3025                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3026 }
3027
3028
3029 /**************************************************
3030  * CFS bandwidth control machinery
3031  */
3032
3033 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3034
3035 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3036 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3037
3038 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3039 {
3040         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3041 }
3042
3043 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3044 {
3045         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3046 }
3047
3048 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3049 {
3050         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3051 }
3052 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3053 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3054 {
3055         return true;
3056 }
3057
3058 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3059 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3060 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3061
3062 /*
3063  * default period for cfs group bandwidth.
3064  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3065  */
3066 static inline u64 default_cfs_period(void)
3067 {
3068         return 100000000ULL;
3069 }
3070
3071 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3072 {
3073         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3074 }
3075
3076 /*
3077  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3078  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3079  * additional synchronization around rq->lock.
3080  *
3081  * requires cfs_b->lock
3082  */
3083 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3084 {
3085         u64 now;
3086
3087         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3088                 return;
3089
3090         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3091         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3092         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3093 }
3094
3095 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3096 {
3097         return &tg->cfs_bandwidth;
3098 }
3099
3100 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3101 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3102 {
3103         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3104                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3105
3106         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3107 }
3108
3109 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3110 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3111 {
3112         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3113         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3114         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3115
3116         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3117         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3118
3119         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3120         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3121                 amount = min_amount;
3122         else {
3123                 /*
3124                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
3125                  * period must have elapsed since the last consumption.
3126                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
3127                  * active.
3128                  */
3129                 if (!cfs_b->timer_active) {
3130                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3131                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3132                 }
3133
3134                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3135                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3136                         cfs_b->runtime -= amount;
3137                         cfs_b->idle = 0;
3138                 }
3139         }
3140         expires = cfs_b->runtime_expires;
3141         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3142
3143         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3144         /*
3145          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3146          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3147          * issued.
3148          */
3149         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3150                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3151
3152         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3153 }
3154
3155 /*
3156  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3157  * fact that rq->clock snapshots this value.
3158  */
3159 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3160 {
3161         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3162
3163         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3164         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3165                 return;
3166
3167         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3168                 return;
3169
3170         /*
3171          * If the local deadline has passed we have to consider the
3172          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3173          * has not truly expired.
3174          *
3175          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3176          * whether the global deadline has advanced.
3177          */
3178
3179         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
3180                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3181                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3182         } else {
3183                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3184                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3185         }
3186 }
3187
3188 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3189 {
3190         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3191         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3192         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3193
3194         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3195                 return;
3196
3197         /*
3198          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3199          * hierarchy can be throttled
3200          */
3201         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3202                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3203 }
3204
3205 static __always_inline
3206 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3207 {
3208         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3209                 return;
3210
3211         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3212 }
3213
3214 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3215 {
3216         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3217 }
3218
3219 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3220 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3221 {
3222         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3223 }
3224
3225 /*
3226  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3227  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3228  * load-balance operations.
3229  */
3230 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3231                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3232 {
3233         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3234
3235         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3236         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3237
3238         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3239                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3240 }
3241
3242 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3243 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3244 {
3245         struct rq *rq = data;
3246         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3247
3248         cfs_rq->throttle_count--;
3249 #ifdef CONFIG_SMP
3250         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3251                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3252                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3253                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3254         }
3255 #endif
3256
3257         return 0;
3258 }
3259
3260 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3261 {
3262         struct rq *rq = data;
3263         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3264
3265         /* group is entering throttled state, stop time */
3266         if (!cfs_rq->throttle_count)
3267                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3268         cfs_rq->throttle_count++;
3269
3270         return 0;
3271 }
3272
3273 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3274 {
3275         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3276         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3277         struct sched_entity *se;
3278         long task_delta, dequeue = 1;
3279
3280         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3281
3282         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3283         rcu_read_lock();
3284         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3285         rcu_read_unlock();
3286
3287         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3288         for_each_sched_entity(se) {
3289                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3290                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3291                 if (!se->on_rq)
3292                         break;
3293
3294                 if (dequeue)
3295                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3296                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3297
3298                 if (qcfs_rq->load.weight)
3299                         dequeue = 0;
3300         }
3301
3302         if (!se)
3303                 rq->nr_running -= task_delta;
3304
3305         cfs_rq->throttled = 1;
3306         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3307         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3308         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3309         if (!cfs_b->timer_active)
3310                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3311         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3312 }
3313
3314 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3315 {
3316         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3317         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3318         struct sched_entity *se;
3319         int enqueue = 1;
3320         long task_delta;
3321
3322         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3323
3324         cfs_rq->throttled = 0;
3325
3326         update_rq_clock(rq);
3327
3328         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3329         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3330         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3331         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3332
3333         /* update hierarchical throttle state */
3334         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3335
3336         if (!cfs_rq->load.weight)
3337                 return;
3338
3339         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3340         for_each_sched_entity(se) {
3341                 if (se->on_rq)
3342                         enqueue = 0;
3343
3344                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3345                 if (enqueue)
3346                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3347                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3348
3349                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3350                         break;
3351         }
3352
3353         if (!se)
3354                 rq->nr_running += task_delta;
3355
3356         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3357         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3358                 resched_task(rq->curr);
3359 }
3360
3361 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3362                 u64 remaining, u64 expires)
3363 {
3364         struct cfs_rq *cfs_rq;
3365         u64 runtime = remaining;
3366
3367         rcu_read_lock();
3368         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3369                                 throttled_list) {
3370                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3371
3372                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3373                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3374                         goto next;
3375
3376                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3377                 if (runtime > remaining)
3378                         runtime = remaining;
3379                 remaining -= runtime;
3380
3381                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3382                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3383
3384                 /* we check whether we're throttled above */
3385                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3386                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3387
3388 next:
3389                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3390
3391                 if (!remaining)
3392                         break;
3393         }
3394         rcu_read_unlock();
3395
3396         return remaining;
3397 }
3398
3399 /*
3400  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3401  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3402  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3403  * used to track this state.
3404  */
3405 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3406 {
3407         u64 runtime, runtime_expires;
3408         int idle = 1, throttled;
3409
3410         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3411         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3412         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3413                 goto out_unlock;
3414
3415         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3416         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
3417         idle = cfs_b->idle && !throttled;
3418         cfs_b->nr_periods += overrun;
3419
3420         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
3421         if (idle)
3422                 goto out_unlock;
3423
3424         /*
3425          * if we have relooped after returning idle once, we need to update our
3426          * status as actually running, so that other cpus doing
3427          * __start_cfs_bandwidth will stop trying to cancel us.
3428          */
3429         cfs_b->timer_active = 1;
3430
3431         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3432
3433         if (!throttled) {
3434                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3435                 cfs_b->idle = 1;
3436                 goto out_unlock;
3437         }
3438
3439         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3440         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3441
3442         /*
3443          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
3444          * to unthrottle them before making it generally available.  This
3445          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
3446          * allowed to run.
3447          */
3448         runtime = cfs_b->runtime;
3449         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3450         cfs_b->runtime = 0;
3451
3452         /*
3453          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
3454          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
3455          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
3456          */
3457         while (throttled && runtime > 0) {
3458                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3459                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3460                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3461                                                  runtime_expires);
3462                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3463
3464                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3465         }
3466
3467         /* return (any) remaining runtime */
3468         cfs_b->runtime = runtime;
3469         /*
3470          * While we are ensured activity in the period following an
3471          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3472          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3473          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3474          */
3475         cfs_b->idle = 0;
3476 out_unlock:
3477         if (idle)
3478                 cfs_b->timer_active = 0;
3479         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3480
3481         return idle;
3482 }
3483
3484 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3485 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3486 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3487 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3488 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3489 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3490
3491 /*
3492  * Are we near the end of the current quota period?
3493  *
3494  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3495  * hrtimer base being cleared by __hrtimer_start_range_ns. In the case of
3496  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3497  */
3498 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3499 {
3500         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3501         u64 remaining;
3502
3503         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3504         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3505                 return 1;
3506
3507         /* is a quota refresh about to occur? */
3508         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3509         if (remaining < min_expire)
3510                 return 1;
3511
3512         return 0;
3513 }
3514
3515 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3516 {
3517         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3518
3519         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3520         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3521                 return;
3522
3523         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3524                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3525 }
3526
3527 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3528 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3529 {
3530         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3531         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3532
3533         if (slack_runtime <= 0)
3534                 return;
3535
3536         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3537         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3538             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3539                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3540
3541                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3542                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3543                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3544                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3545         }
3546         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3547
3548         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3549         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3550 }
3551
3552 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3553 {
3554         if (!cfs_bandwidth_used())
3555                 return;
3556
3557         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3558                 return;
3559
3560         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3561 }
3562
3563 /*
3564  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3565  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3566  */
3567 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3568 {
3569         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3570         u64 expires;
3571
3572         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3573         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3574         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3575                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3576                 return;
3577         }
3578
3579         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
3580                 runtime = cfs_b->runtime;
3581                 cfs_b->runtime = 0;
3582         }
3583         expires = cfs_b->runtime_expires;
3584         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3585
3586         if (!runtime)
3587                 return;
3588
3589         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3590
3591         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3592         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3593                 cfs_b->runtime = runtime;
3594         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3595 }
3596
3597 /*
3598  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3599  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3600  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3601  */
3602 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3603 {
3604         if (!cfs_bandwidth_used())
3605                 return;
3606
3607         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3608         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3609                 return;
3610
3611         /* ensure the group is not already throttled */
3612         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3613                 return;
3614
3615         /* update runtime allocation */
3616         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3617         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3618                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3619 }
3620
3621 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3622 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3623 {
3624         if (!cfs_bandwidth_used())
3625                 return false;
3626
3627         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3628                 return false;
3629
3630         /*
3631          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3632          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3633          */
3634         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3635                 return true;
3636
3637         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3638         return true;
3639 }
3640
3641 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3642 {
3643         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3644                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3645         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3646
3647         return HRTIMER_NORESTART;
3648 }
3649
3650 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3651 {
3652         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3653                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3654         ktime_t now;
3655         int overrun;
3656         int idle = 0;
3657
3658         for (;;) {
3659                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3660                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3661
3662                 if (!overrun)
3663                         break;
3664
3665                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3666         }
3667
3668         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3669 }
3670
3671 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3672 {
3673         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3674         cfs_b->runtime = 0;
3675         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3676         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3677
3678         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3679         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3680         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3681         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3682         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3683 }
3684
3685 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3686 {
3687         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3688         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3689 }
3690
3691 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3692 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3693 {
3694         /*
3695          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3696          * period or because we're racing with the tear-down path
3697          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3698          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3699          */
3700         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer)) &&
3701                hrtimer_try_to_cancel(&cfs_b->period_timer) < 0) {
3702                 /* bounce the lock to allow do_sched_cfs_period_timer to run */
3703                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3704                 cpu_relax();
3705                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3706                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3707                 if (cfs_b->timer_active)
3708                         return;
3709         }
3710
3711         cfs_b->timer_active = 1;
3712         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3713 }
3714
3715 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3716 {
3717         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3718         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3719 }
3720
3721 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
3722 {
3723         struct cfs_rq *cfs_rq;
3724
3725         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3726                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3727
3728                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
3729                         continue;
3730
3731                 /*
3732                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
3733                  * there's some valid quota amount
3734                  */
3735                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
3736                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3737                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3738         }
3739 }
3740
3741 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3742 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3743 {
3744         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
3745 }
3746
3747 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
3748 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
3749 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3750 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3751
3752 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3753 {
3754         return 0;
3755 }
3756
3757 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3758 {
3759         return 0;
3760 }
3761
3762 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3763                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3764 {
3765         return 0;
3766 }
3767
3768 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3769
3770 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3771 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3772 #endif
3773
3774 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3775 {
3776         return NULL;
3777 }
3778 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3779 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
3780
3781 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3782
3783 /**************************************************
3784  * CFS operations on tasks:
3785  */
3786
3787 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3788 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3789 {
3790         struct sched_entity *se = &p->se;
3791         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3792
3793         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
3794
3795         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
3796                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
3797                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
3798                 s64 delta = slice - ran;
3799
3800                 if (delta < 0) {
3801                         if (rq->curr == p)
3802                                 resched_task(p);
3803                         return;
3804                 }
3805
3806                 /*
3807                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
3808                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
3809                  */
3810                 if (rq->curr != p)
3811                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
3812
3813                 hrtick_start(rq, delta);
3814         }
3815 }
3816
3817 /*
3818  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
3819  * current task is from our class and nr_running is low enough
3820  * to matter.
3821  */
3822 static void hrtick_update(struct rq *rq)
3823 {
3824         struct task_struct *curr = rq->curr;
3825
3826         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
3827                 return;
3828
3829         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
3830                 hrtick_start_fair(rq, curr);
3831 }
3832 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
3833 static inline void
3834 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3835 {
3836 }
3837
3838 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
3839 {
3840 }
3841 #endif
3842
3843 /*
3844  * The enqueue_task method is called before nr_running is
3845  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
3846  * then put the task into the rbtree:
3847  */
3848 static void
3849 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3850 {
3851         struct cfs_rq *cfs_rq;
3852         struct sched_entity *se = &p->se;
3853
3854         for_each_sched_entity(se) {
3855                 if (se->on_rq)
3856                         break;
3857                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3858                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
3859
3860                 /*
3861                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3862                  *
3863                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3864                  * post the final h_nr_running increment below.
3865                 */
3866                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3867                         break;
3868                 cfs_rq->h_nr_running++;
3869
3870                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
3871         }
3872
3873         for_each_sched_entity(se) {
3874                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3875                 cfs_rq->h_nr_running++;
3876
3877                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3878                         break;
3879
3880                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3881                 update_entity_load_avg(se, 1);
3882         }
3883
3884         if (!se) {
3885                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3886                 inc_nr_running(rq);
3887         }
3888         hrtick_update(rq);
3889 }
3890
3891 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
3892
3893 /*
3894  * The dequeue_task method is called before nr_running is
3895  * decreased. We remove the task from the rbtree and
3896  * update the fair scheduling stats:
3897  */
3898 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3899 {
3900         struct cfs_rq *cfs_rq;
3901         struct sched_entity *se = &p->se;
3902         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
3903
3904         for_each_sched_entity(se) {
3905                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3906                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
3907
3908                 /*
3909                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3910                  *
3911                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3912                  * post the final h_nr_running decrement below.
3913                 */
3914                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3915                         break;
3916                 cfs_rq->h_nr_running--;
3917
3918                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
3919                 if (cfs_rq->load.weight) {
3920                         /*
3921                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
3922                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
3923                          */
3924                         if (task_sleep && parent_entity(se))
3925                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
3926
3927                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
3928                         se = parent_entity(se);
3929                         break;
3930                 }
3931                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
3932         }
3933
3934         for_each_sched_entity(se) {
3935                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3936                 cfs_rq->h_nr_running--;
3937
3938                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3939                         break;
3940
3941                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3942                 update_entity_load_avg(se, 1);
3943         }
3944
3945         if (!se) {
3946                 dec_nr_running(rq);
3947                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
3948         }
3949         hrtick_update(rq);
3950 }
3951
3952 #ifdef CONFIG_SMP
3953 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
3954 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
3955 {
3956         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
3957 }
3958
3959 /*
3960  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
3961  * according to the scheduling class and "nice" value.
3962  *
3963  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
3964  * balance conservatively.
3965  */
3966 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
3967 {
3968         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3969         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3970
3971         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3972                 return total;
3973
3974         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
3975 }
3976
3977 /*
3978  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
3979  * according to the scheduling class and "nice" value.
3980  */
3981 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
3982 {
3983         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3984         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3985
3986         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3987                 return total;
3988
3989         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
3990 }
3991
3992 static unsigned long power_of(int cpu)
3993 {
3994         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
3995 }
3996
3997 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
3998 {
3999         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4000         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
4001         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
4002
4003         if (nr_running)
4004                 return load_avg / nr_running;
4005
4006         return 0;
4007 }
4008
4009 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4010 {
4011         /*
4012          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4013          * about the boundary, really active task won't care
4014          * about the loss.
4015          */
4016         if (jiffies > current->wakee_flip_decay_ts + HZ) {
4017                 current->wakee_flips = 0;
4018                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4019         }
4020
4021         if (current->last_wakee != p) {
4022                 current->last_wakee = p;
4023                 current->wakee_flips++;
4024         }
4025 }
4026
4027 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4028 {
4029         struct sched_entity *se = &p->se;
4030         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4031         u64 min_vruntime;
4032
4033 #ifndef CONFIG_64BIT
4034         u64 min_vruntime_copy;
4035
4036         do {
4037                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4038                 smp_rmb();
4039                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4040         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4041 #else
4042         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4043 #endif
4044
4045         se->vruntime -= min_vruntime;
4046         record_wakee(p);
4047 }
4048
4049 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4050 /*
4051  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4052  *
4053  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4054  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4055  * can calculate the shift in shares.
4056  *
4057  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4058  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4059  * total group weight.
4060  *
4061  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4062  * distribution (s_i) using:
4063  *
4064  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4065  *
4066  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4067  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4068  * shares distribution (s_i):
4069  *
4070  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4071  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4072  *
4073  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4074  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4075  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4076  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4077  *
4078  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4079  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4080  *
4081  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4082  *
4083  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4084  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4085  * weight and shares distributions like:
4086  *
4087  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4088  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4089  *
4090  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4091  *
4092  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4093  *
4094  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4095  *
4096  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4097  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4098  * 4/7) times the weight of the group.
4099  */
4100 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4101 {
4102         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4103
4104         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4105                 return wl;
4106
4107         for_each_sched_entity(se) {
4108                 long w, W;
4109
4110                 tg = se->my_q->tg;
4111
4112                 /*
4113                  * W = @wg + \Sum rw_j
4114                  */
4115                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
4116
4117                 /*
4118                  * w = rw_i + @wl
4119                  */
4120                 w = se->my_q->load.weight + wl;
4121
4122                 /*
4123                  * wl = S * s'_i; see (2)
4124                  */
4125                 if (W > 0 && w < W)
4126                         wl = (w * tg->shares) / W;
4127                 else
4128                         wl = tg->shares;
4129
4130                 /*
4131                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4132                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4133                  * calc_cfs_shares().
4134                  */
4135                 if (wl < MIN_SHARES)
4136                         wl = MIN_SHARES;
4137
4138                 /*
4139                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4140                  */
4141                 wl -= se->load.weight;
4142
4143                 /*
4144                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4145                  * the final effective load change on the root group. Since
4146                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4147                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4148                  * resulting from this level per the above.
4149                  */
4150                 wg = 0;
4151         }
4152
4153         return wl;
4154 }
4155 #else
4156
4157 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4158 {
4159         return wl;
4160 }
4161
4162 #endif
4163
4164 static int wake_wide(struct task_struct *p)
4165 {
4166         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
4167
4168         /*
4169          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
4170          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
4171          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
4172          */
4173         if (p->wakee_flips > factor) {
4174                 /*
4175                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
4176                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
4177                  * it alone.
4178                  */
4179                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
4180                         return 1;
4181         }
4182
4183         return 0;
4184 }
4185
4186 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4187 {
4188         s64 this_load, load;
4189         int idx, this_cpu, prev_cpu;
4190         unsigned long tl_per_task;
4191         struct task_group *tg;
4192         unsigned long weight;
4193         int balanced;
4194
4195         /*
4196          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
4197          * ourselves around too much.
4198          */
4199         if (wake_wide(p))
4200                 return 0;
4201
4202         idx       = sd->wake_idx;
4203         this_cpu  = smp_processor_id();
4204         prev_cpu  = task_cpu(p);
4205         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4206         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4207
4208         /*
4209          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4210          * effect of the currently running task from the load
4211          * of the current CPU:
4212          */
4213         if (sync) {
4214                 tg = task_group(current);
4215                 weight = current->se.load.weight;
4216
4217                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4218                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4219         }
4220
4221         tg = task_group(p);
4222         weight = p->se.load.weight;
4223
4224         /*
4225          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4226          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4227          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4228          * about that, so that's good too.
4229          *
4230          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4231          * task to be woken on this_cpu.
4232          */
4233         if (this_load > 0) {
4234                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4235
4236                 this_eff_load = 100;
4237                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
4238                 this_eff_load *= this_load +
4239                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4240
4241                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4242                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
4243                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4244
4245                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4246         } else
4247                 balanced = true;
4248
4249         /*
4250          * If the currently running task will sleep within
4251          * a reasonable amount of time then attract this newly
4252          * woken task:
4253          */
4254         if (sync && balanced)
4255                 return 1;
4256
4257         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4258         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
4259
4260         if (balanced ||
4261             (this_load <= load &&
4262              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
4263                 /*
4264                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
4265                  * p is cache cold in this domain, and
4266                  * there is no bad imbalance.
4267                  */
4268                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4269                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4270
4271                 return 1;
4272         }
4273         return 0;
4274 }
4275
4276 /*
4277  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4278  * domain.
4279  */
4280 static struct sched_group *
4281 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4282                   int this_cpu, int sd_flag)
4283 {
4284         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4285         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4286         int load_idx = sd->forkexec_idx;
4287         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4288
4289         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4290                 load_idx = sd->wake_idx;
4291
4292         do {
4293                 unsigned long load, avg_load;
4294                 int local_group;
4295                 int i;
4296
4297                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4298                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4299                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4300                         continue;
4301
4302                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4303                                                sched_group_cpus(group));
4304
4305                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4306                 avg_load = 0;
4307
4308                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4309                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4310                         if (local_group)
4311                                 load = source_load(i, load_idx);
4312                         else
4313                                 load = target_load(i, load_idx);
4314
4315                         avg_load += load;
4316                 }
4317
4318                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
4319                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4320
4321                 if (local_group) {
4322                         this_load = avg_load;
4323                 } else if (avg_load < min_load) {
4324                         min_load = avg_load;
4325                         idlest = group;
4326                 }
4327         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4328
4329         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4330                 return NULL;
4331         return idlest;
4332 }
4333
4334 /*
4335  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4336  */
4337 static int
4338 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4339 {
4340         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4341         int idlest = -1;
4342         int i;
4343
4344         /* Traverse only the allowed CPUs */
4345         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4346                 load = weighted_cpuload(i);
4347
4348                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4349                         min_load = load;
4350                         idlest = i;
4351                 }
4352         }
4353
4354         return idlest;
4355 }
4356
4357 /*
4358  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4359  */
4360 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4361 {
4362         struct sched_domain *sd;
4363         struct sched_group *sg;
4364         int i = task_cpu(p);
4365
4366         if (idle_cpu(target))
4367                 return target;
4368
4369         /*
4370          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4371          */
4372         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4373                 return i;
4374
4375         /*
4376          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4377          */
4378         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4379         for_each_lower_domain(sd) {
4380                 sg = sd->groups;
4381                 do {
4382                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4383                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4384                                 goto next;
4385
4386                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4387                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4388                                         goto next;
4389                         }
4390
4391                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4392                                         tsk_cpus_allowed(p));
4393                         goto done;
4394 next:
4395                         sg = sg->next;
4396                 } while (sg != sd->groups);
4397         }
4398 done:
4399         return target;
4400 }
4401
4402 /*
4403  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
4404  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
4405  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
4406  *
4407  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
4408  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
4409  *
4410  * Returns the target cpu number.
4411  *
4412  * preempt must be disabled.
4413  */
4414 static int
4415 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4416 {
4417         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4418         int cpu = smp_processor_id();
4419         int new_cpu = cpu;
4420         int want_affine = 0;
4421         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4422
4423         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
4424                 return prev_cpu;
4425
4426         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4427                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4428                         want_affine = 1;
4429                 new_cpu = prev_cpu;
4430         }
4431
4432         rcu_read_lock();
4433         for_each_domain(cpu, tmp) {
4434                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4435                         continue;
4436
4437                 /*
4438                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4439                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4440                  */
4441                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4442                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4443                         affine_sd = tmp;
4444                         break;
4445                 }
4446
4447                 if (tmp->flags & sd_flag)
4448                         sd = tmp;
4449         }
4450
4451         if (affine_sd) {
4452                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4453                         prev_cpu = cpu;
4454
4455                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4456                 goto unlock;
4457         }
4458
4459         while (sd) {
4460                 struct sched_group *group;
4461                 int weight;
4462
4463                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4464                         sd = sd->child;
4465                         continue;
4466                 }
4467
4468                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
4469                 if (!group) {
4470                         sd = sd->child;
4471                         continue;
4472                 }
4473
4474                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4475                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4476                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4477                         sd = sd->child;
4478                         continue;
4479                 }
4480
4481                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4482                 cpu = new_cpu;
4483                 weight = sd->span_weight;
4484                 sd = NULL;
4485                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4486                         if (weight <= tmp->span_weight)
4487                                 break;
4488                         if (tmp->flags & sd_flag)
4489                                 sd = tmp;
4490                 }
4491                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4492         }
4493 unlock:
4494         rcu_read_unlock();
4495
4496         return new_cpu;
4497 }
4498
4499 /*
4500  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4501  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4502  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4503  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4504  */
4505 static void
4506 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4507 {
4508         struct sched_entity *se = &p->se;
4509         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4510
4511         /*
4512          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4513          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4514          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4515          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4516          */
4517         if (se->avg.decay_count) {
4518                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4519                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4520                                                 &cfs_rq->removed_load);
4521         }
4522 }
4523 #endif /* CONFIG_SMP */
4524
4525 static unsigned long
4526 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4527 {
4528         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4529
4530         /*
4531          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4532          * to virtual-time in his units.
4533          *
4534          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4535          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4536          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4537          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4538          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4539          *
4540          * This is especially important for buddies when the leftmost
4541          * task is higher priority than the buddy.
4542          */
4543         return calc_delta_fair(gran, se);
4544 }
4545
4546 /*
4547  * Should 'se' preempt 'curr'.
4548  *
4549  *             |s1
4550  *        |s2
4551  *   |s3
4552  *         g
4553  *      |<--->|c
4554  *
4555  *  w(c, s1) = -1
4556  *  w(c, s2) =  0
4557  *  w(c, s3) =  1
4558  *
4559  */
4560 static int
4561 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4562 {
4563         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4564
4565         if (vdiff <= 0)
4566                 return -1;
4567
4568         gran = wakeup_gran(curr, se);
4569         if (vdiff > gran)
4570                 return 1;
4571
4572         return 0;
4573 }
4574
4575 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4576 {
4577         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4578                 return;
4579
4580         for_each_sched_entity(se)
4581                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4582 }
4583
4584 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4585 {
4586         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4587                 return;
4588
4589         for_each_sched_entity(se)
4590                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4591 }
4592
4593 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4594 {
4595         for_each_sched_entity(se)
4596                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4597 }
4598
4599 /*
4600  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4601  */
4602 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4603 {
4604         struct task_struct *curr = rq->curr;
4605         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4606         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4607         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4608         int next_buddy_marked = 0;
4609
4610         if (unlikely(se == pse))
4611                 return;
4612
4613         /*
4614          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
4615          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4616          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4617          * next-buddy nomination below.
4618          */
4619         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4620                 return;
4621
4622         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4623                 set_next_buddy(pse);
4624                 next_buddy_marked = 1;
4625         }
4626
4627         /*
4628          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4629          * wake up path.
4630          *
4631          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4632          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4633          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4634          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4635          * below.
4636          */
4637         if (test_tsk_need_resched(curr))
4638                 return;
4639
4640         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4641         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4642             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4643                 goto preempt;
4644
4645         /*
4646          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4647          * is driven by the tick):
4648          */
4649         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4650                 return;
4651
4652         find_matching_se(&se, &pse);
4653         update_curr(cfs_rq_of(se));
4654         BUG_ON(!pse);
4655         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4656                 /*
4657                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4658                  * triggering this preemption.
4659                  */
4660                 if (!next_buddy_marked)
4661                         set_next_buddy(pse);
4662                 goto preempt;
4663         }
4664
4665         return;
4666
4667 preempt:
4668         resched_task(curr);
4669         /*
4670          * Only set the backward buddy when the current task is still
4671          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4672          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4673          * point, either of which can * drop the rq lock.
4674          *
4675          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4676          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4677          */
4678         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4679                 return;
4680
4681         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4682                 set_last_buddy(se);
4683 }
4684
4685 static struct task_struct *
4686 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4687 {
4688         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4689         struct sched_entity *se;
4690         struct task_struct *p;
4691         int new_tasks;
4692
4693 again:
4694 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4695         if (!cfs_rq->nr_running)
4696                 goto idle;
4697
4698         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
4699                 goto simple;
4700
4701         /*
4702          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
4703          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
4704          *
4705          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
4706          * hierarchy, only change the part that actually changes.
4707          */
4708
4709         do {
4710                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
4711
4712                 /*
4713                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
4714                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
4715                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
4716                  * forget we've ever seen it.
4717                  */
4718                 if (curr && curr->on_rq)
4719                         update_curr(cfs_rq);
4720                 else
4721                         curr = NULL;
4722
4723                 /*
4724                  * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the throttle and
4725                  * dequeue its entity in the parent(s). Therefore the 'simple'
4726                  * nr_running test will indeed be correct.
4727                  */
4728                 if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
4729                         goto simple;
4730
4731                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
4732                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4733         } while (cfs_rq);
4734
4735         p = task_of(se);
4736
4737         /*
4738          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
4739          * is a different task than we started out with, try and touch the
4740          * least amount of cfs_rqs.
4741          */
4742         if (prev != p) {
4743                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
4744
4745                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
4746                         int se_depth = se->depth;
4747                         int pse_depth = pse->depth;
4748
4749                         if (se_depth <= pse_depth) {
4750                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
4751                                 pse = parent_entity(pse);
4752                         }
4753                         if (se_depth >= pse_depth) {
4754                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
4755                                 se = parent_entity(se);
4756                         }
4757                 }
4758
4759                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
4760                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4761         }
4762
4763         if (hrtick_enabled(rq))
4764                 hrtick_start_fair(rq, p);
4765
4766         return p;
4767 simple:
4768         cfs_rq = &rq->cfs;
4769 #endif
4770
4771         if (!cfs_rq->nr_running)
4772                 goto idle;
4773
4774         put_prev_task(rq, prev);
4775
4776         do {
4777                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
4778                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4779                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4780         } while (cfs_rq);
4781
4782         p = task_of(se);
4783
4784         if (hrtick_enabled(rq))
4785                 hrtick_start_fair(rq, p);
4786
4787         return p;
4788
4789 idle:
4790         new_tasks = idle_balance(rq);
4791         /*
4792          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
4793          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
4794          * must re-start the pick_next_entity() loop.
4795          */
4796         if (new_tasks < 0)
4797                 return RETRY_TASK;
4798
4799         if (new_tasks > 0)
4800                 goto again;
4801
4802         return NULL;
4803 }
4804
4805 /*
4806  * Account for a descheduled task:
4807  */
4808 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4809 {
4810         struct sched_entity *se = &prev->se;
4811         struct cfs_rq *cfs_rq;
4812
4813         for_each_sched_entity(se) {
4814                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4815                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
4816         }
4817 }
4818
4819 /*
4820  * sched_yield() is very simple
4821  *
4822  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
4823  */
4824 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
4825 {
4826         struct task_struct *curr = rq->curr;
4827         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4828         struct sched_entity *se = &curr->se;
4829
4830         /*
4831          * Are we the only task in the tree?
4832          */
4833         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
4834                 return;
4835
4836         clear_buddies(cfs_rq, se);
4837
4838         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
4839                 update_rq_clock(rq);
4840                 /*
4841                  * Update run-time statistics of the 'current'.
4842                  */
4843                 update_curr(cfs_rq);
4844                 /*
4845                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
4846                  * so we don't do microscopic update in schedule()
4847                  * and double the fastpath cost.
4848                  */
4849                  rq->skip_clock_update = 1;
4850         }
4851
4852         set_skip_buddy(se);
4853 }
4854
4855 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
4856 {
4857         struct sched_entity *se = &p->se;
4858
4859         /* throttled hierarchies are not runnable */
4860         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
4861                 return false;
4862
4863         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
4864         set_next_buddy(se);
4865
4866         yield_task_fair(rq);
4867
4868         return true;
4869 }
4870
4871 #ifdef CONFIG_SMP
4872 /**************************************************
4873  * Fair scheduling class load-balancing methods.
4874  *
4875  * BASICS
4876  *
4877  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
4878  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
4879  * time to each task. This is expressed in the following equation:
4880  *
4881  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
4882  *
4883  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
4884  * W_i,0 is defined as:
4885  *
4886  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
4887  *
4888  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
4889  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
4890  *
4891  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
4892  * weight:
4893  *
4894  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
4895  *
4896  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
4897  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
4898  * can also include other factors [XXX].
4899  *
4900  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
4901  * directly from (1):
4902  *
4903  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
4904  *
4905  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
4906  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
4907  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
4908  *
4909  * [XXX expand on:
4910  *     - infeasible weights;
4911  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
4912  *
4913  *
4914  * SCHED DOMAINS
4915  *
4916  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
4917  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
4918  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
4919  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
4920  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
4921  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
4922  * the groups.
4923  *
4924  * This yields:
4925  *
4926  *     log_2 n     1     n
4927  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
4928  *     i = 0      2^i   2^i
4929  *                               `- size of each group
4930  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
4931  *         |         `- freq
4932  *         `- sum over all levels
4933  *
4934  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
4935  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
4936  *
4937  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
4938  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
4939  *
4940  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
4941  *
4942  *             log_2 n     
4943  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
4944  *             k = 0
4945  *
4946  * And you'll find that:
4947  *
4948  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
4949  *
4950  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
4951  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
4952  * of:
4953  *
4954  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
4955  *
4956  *
4957  * WORK CONSERVING
4958  *
4959  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
4960  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
4961  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
4962  *
4963  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
4964  * time.
4965  *
4966  * [XXX more?]
4967  *
4968  *
4969  * CGROUPS
4970  *
4971  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
4972  *
4973  *                                s_k,i
4974  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
4975  *                                 S_k
4976  *
4977  * Where
4978  *
4979  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
4980  *
4981  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
4982  *
4983  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
4984  * property.
4985  *
4986  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
4987  *      rewrite all of this once again.]
4988  */ 
4989
4990 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
4991
4992 enum fbq_type { regular, remote, all };
4993
4994 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
4995 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
4996 #define LBF_DST_PINNED  0x04
4997 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
4998
4999 struct lb_env {
5000         struct sched_domain     *sd;
5001
5002         struct rq               *src_rq;
5003         int                     src_cpu;
5004
5005         int                     dst_cpu;
5006         struct rq               *dst_rq;
5007
5008         struct cpumask          *dst_grpmask;
5009         int                     new_dst_cpu;
5010         enum cpu_idle_type      idle;
5011         long                    imbalance;
5012         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
5013         struct cpumask          *cpus;
5014
5015         unsigned int            flags;
5016
5017         unsigned int            loop;
5018         unsigned int            loop_break;
5019         unsigned int            loop_max;
5020
5021         enum fbq_type           fbq_type;
5022 };
5023
5024 /*
5025  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
5026  * Both runqueues must be locked.
5027  */
5028 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5029 {
5030         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
5031         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
5032         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
5033         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
5034 }
5035
5036 /*
5037  * Is this task likely cache-hot:
5038  */
5039 static int
5040 task_hot(struct task_struct *p, u64 now)
5041 {
5042         s64 delta;
5043
5044         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
5045                 return 0;
5046
5047         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
5048                 return 0;
5049
5050         /*
5051          * Buddy candidates are cache hot:
5052          */
5053         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
5054                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
5055                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
5056                 return 1;
5057
5058         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
5059                 return 1;
5060         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
5061                 return 0;
5062
5063         delta = now - p->se.exec_start;
5064
5065         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
5066 }
5067
5068 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5069 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
5070 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5071 {
5072         int src_nid, dst_nid;
5073
5074         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults_memory ||
5075             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
5076                 return false;
5077         }
5078
5079         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5080         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5081
5082         if (src_nid == dst_nid)
5083                 return false;
5084
5085         /* Always encourage migration to the preferred node. */
5086         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
5087                 return true;
5088
5089         /* If both task and group weight improve, this move is a winner. */
5090         if (task_weight(p, dst_nid) > task_weight(p, src_nid) &&
5091             group_weight(p, dst_nid) > group_weight(p, src_nid))
5092                 return true;
5093
5094         return false;
5095 }
5096
5097
5098 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5099 {
5100         int src_nid, dst_nid;
5101
5102         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
5103                 return false;
5104
5105         if (!p->numa_faults_memory || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
5106                 return false;
5107
5108         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5109         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5110
5111         if (src_nid == dst_nid)
5112                 return false;
5113
5114         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
5115         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
5116                 return true;
5117
5118         /* If either task or group weight get worse, don't do it. */
5119         if (task_weight(p, dst_nid) < task_weight(p, src_nid) ||
5120             group_weight(p, dst_nid) < group_weight(p, src_nid))
5121                 return true;
5122
5123         return false;
5124 }
5125
5126 #else
5127 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
5128                                              struct lb_env *env)
5129 {
5130         return false;
5131 }
5132
5133 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
5134                                              struct lb_env *env)
5135 {
5136         return false;
5137 }
5138 #endif
5139
5140 /*
5141  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
5142  */
5143 static
5144 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5145 {
5146         int tsk_cache_hot = 0;
5147         /*
5148          * We do not migrate tasks that are:
5149          * 1) throttled_lb_pair, or
5150          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
5151          * 3) running (obviously), or
5152          * 4) are cache-hot on their current CPU.
5153          */
5154         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
5155                 return 0;
5156
5157         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5158                 int cpu;
5159
5160                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
5161
5162                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
5163
5164                 /*
5165                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
5166                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
5167                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
5168                  *
5169                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
5170                  * one in current iteration.
5171                  */
5172                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
5173                         return 0;
5174
5175                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5176                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
5177                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5178                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
5179                                 env->new_dst_cpu = cpu;
5180                                 break;
5181                         }
5182                 }
5183
5184                 return 0;
5185         }
5186
5187         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
5188         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
5189
5190         if (task_running(env->src_rq, p)) {
5191                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
5192                 return 0;
5193         }
5194
5195         /*
5196          * Aggressive migration if:
5197          * 1) destination numa is preferred
5198          * 2) task is cache cold, or
5199          * 3) too many balance attempts have failed.
5200          */
5201         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq));
5202         if (!tsk_cache_hot)
5203                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
5204
5205         if (migrate_improves_locality(p, env)) {
5206 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5207                 if (tsk_cache_hot) {
5208                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5209                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5210                 }
5211 #endif
5212                 return 1;
5213         }
5214
5215         if (!tsk_cache_hot ||
5216                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
5217
5218                 if (tsk_cache_hot) {
5219                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5220                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5221                 }
5222
5223                 return 1;
5224         }
5225
5226         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
5227         return 0;
5228 }
5229
5230 /*
5231  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
5232  * part of active balancing operations within "domain".
5233  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
5234  *
5235  * Called with both runqueues locked.
5236  */
5237 static int move_one_task(struct lb_env *env)
5238 {
5239         struct task_struct *p, *n;
5240
5241         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
5242                 if (!can_migrate_task(p, env))
5243                         continue;
5244
5245                 move_task(p, env);
5246                 /*
5247                  * Right now, this is only the second place move_task()
5248                  * is called, so we can safely collect move_task()
5249                  * stats here rather than inside move_task().
5250                  */
5251                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
5252                 return 1;
5253         }
5254         return 0;
5255 }
5256
5257 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
5258
5259 /*
5260  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
5261  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
5262  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
5263  *
5264  * Called with both runqueues locked.
5265  */
5266 static int move_tasks(struct lb_env *env)
5267 {
5268         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
5269         struct task_struct *p;
5270         unsigned long load;
5271         int pulled = 0;
5272
5273         if (env->imbalance <= 0)
5274                 return 0;
5275
5276         while (!list_empty(tasks)) {
5277                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5278
5279                 env->loop++;
5280                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
5281                 if (env->loop > env->loop_max)
5282                         break;
5283
5284                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
5285                 if (env->loop > env->loop_break) {
5286                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
5287                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
5288                         break;
5289                 }
5290
5291                 if (!can_migrate_task(p, env))
5292                         goto next;
5293
5294                 load = task_h_load(p);
5295
5296                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
5297                         goto next;
5298
5299                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5300                         goto next;
5301
5302                 move_task(p, env);
5303                 pulled++;
5304                 env->imbalance -= load;
5305
5306 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5307                 /*
5308                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5309                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
5310                  * the critical section.
5311                  */
5312                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5313                         break;
5314 #endif
5315
5316                 /*
5317                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5318                  * weighted load.
5319                  */
5320                 if (env->imbalance <= 0)
5321                         break;
5322
5323                 continue;
5324 next:
5325                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5326         }
5327
5328         /*
5329          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
5330          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
5331          * inside move_task().
5332          */
5333         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
5334
5335         return pulled;
5336 }
5337
5338 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5339 /*
5340  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
5341  */
5342 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
5343 {
5344         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5345         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5346
5347         /* throttled entities do not contribute to load */
5348         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5349                 return;
5350
5351         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
5352
5353         if (se) {
5354                 update_entity_load_avg(se, 1);
5355                 /*
5356                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
5357                  * list removal.  This generally implies that all our children
5358                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
5359                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
5360                  * at enqueue.
5361                  *
5362                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
5363                  */
5364                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
5365                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5366         } else {
5367                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5368                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
5369         }
5370 }
5371
5372 static void update_blocked_averages(int cpu)
5373 {
5374         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5375         struct cfs_rq *cfs_rq;
5376         unsigned long flags;
5377
5378         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5379         update_rq_clock(rq);
5380         /*
5381          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5382          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5383          */
5384         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5385                 /*
5386                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5387                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5388                  * groups does not result in continually extending hold time.
5389                  */
5390                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5391         }
5392
5393         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5394 }
5395
5396 /*
5397  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5398  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5399  * group is a fraction of its parents load.
5400  */
5401 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5402 {
5403         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5404         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5405         unsigned long now = jiffies;
5406         unsigned long load;
5407
5408         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5409                 return;
5410
5411         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5412         for_each_sched_entity(se) {
5413                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5414                 cfs_rq->h_load_next = se;
5415                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5416                         break;
5417         }
5418
5419         if (!se) {
5420                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5421                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5422         }
5423
5424         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5425                 load = cfs_rq->h_load;
5426                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5427                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5428                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5429                 cfs_rq->h_load = load;
5430                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5431         }
5432 }
5433
5434 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5435 {
5436         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5437
5438         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5439         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5440                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5441 }
5442 #else
5443 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5444 {
5445 }
5446
5447 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5448 {
5449         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5450 }
5451 #endif
5452
5453 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5454 /*
5455  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5456  */
5457 struct sg_lb_stats {
5458         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5459         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5460         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5461         unsigned long load_per_task;
5462         unsigned long group_power;
5463         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5464         unsigned int group_capacity;
5465         unsigned int idle_cpus;
5466         unsigned int group_weight;
5467         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
5468         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
5469 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5470         unsigned int nr_numa_running;
5471         unsigned int nr_preferred_running;
5472 #endif
5473 };
5474
5475 /*
5476  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5477  *               during load balancing.
5478  */
5479 struct sd_lb_stats {
5480         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5481         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5482         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5483         unsigned long total_pwr;        /* Total power of all groups in sd */
5484         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5485
5486         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5487         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5488 };
5489
5490 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5491 {
5492         /*
5493          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5494          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5495          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5496          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5497          */
5498         *sds = (struct sd_lb_stats){
5499                 .busiest = NULL,
5500                 .local = NULL,
5501                 .total_load = 0UL,
5502                 .total_pwr = 0UL,
5503                 .busiest_stat = {
5504                         .avg_load = 0UL,
5505                 },
5506         };
5507 }
5508
5509 /**
5510  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5511  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5512  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
5513  *
5514  * Return: The load index.
5515  */
5516 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5517                                         enum cpu_idle_type idle)
5518 {
5519         int load_idx;
5520
5521         switch (idle) {
5522         case CPU_NOT_IDLE:
5523                 load_idx = sd->busy_idx;
5524                 break;
5525
5526         case CPU_NEWLY_IDLE:
5527                 load_idx = sd->newidle_idx;
5528                 break;
5529         default:
5530                 load_idx = sd->idle_idx;
5531                 break;
5532         }
5533
5534         return load_idx;
5535 }
5536
5537 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5538 {
5539         return SCHED_POWER_SCALE;
5540 }
5541
5542 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5543 {
5544         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
5545 }
5546
5547 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5548 {
5549         unsigned long weight = sd->span_weight;
5550         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
5551
5552         smt_gain /= weight;
5553
5554         return smt_gain;
5555 }
5556
5557 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5558 {
5559         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
5560 }
5561
5562 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
5563 {
5564         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5565         u64 total, available, age_stamp, avg;
5566
5567         /*
5568          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5569          * we read them once before doing sanity checks on them.
5570          */
5571         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5572         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5573
5574         total = sched_avg_period() + (rq_clock(rq) - age_stamp);
5575
5576         if (unlikely(total < avg)) {
5577                 /* Ensures that power won't end up being negative */
5578                 available = 0;
5579         } else {
5580                 available = total - avg;
5581         }
5582
5583         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
5584                 total = SCHED_POWER_SCALE;
5585
5586         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5587
5588         return div_u64(available, total);
5589 }
5590
5591 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5592 {
5593         unsigned long weight = sd->span_weight;
5594         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
5595         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5596
5597         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
5598                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
5599                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
5600                 else
5601                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
5602
5603                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5604         }
5605
5606         sdg->sgp->power_orig = power;
5607
5608         if (sched_feat(ARCH_POWER))
5609                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
5610         else
5611                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
5612
5613         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5614
5615         power *= scale_rt_power(cpu);
5616         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5617
5618         if (!power)
5619                 power = 1;
5620
5621         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
5622         sdg->sgp->power = power;
5623 }
5624
5625 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5626 {
5627         struct sched_domain *child = sd->child;
5628         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
5629         unsigned long power, power_orig;
5630         unsigned long interval;
5631
5632         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5633         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5634         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
5635
5636         if (!child) {
5637                 update_cpu_power(sd, cpu);
5638                 return;
5639         }
5640
5641         power_orig = power = 0;
5642
5643         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
5644                 /*
5645                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
5646                  * span the current group.
5647                  */
5648
5649                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
5650                         struct sched_group_power *sgp;
5651                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5652
5653                         /*
5654                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_power()
5655                          * gets here before we've attached the domains to the
5656                          * runqueues.
5657                          *
5658                          * Use power_of(), which is set irrespective of domains
5659                          * in update_cpu_power().
5660                          *
5661                          * This avoids power/power_orig from being 0 and
5662                          * causing divide-by-zero issues on boot.
5663                          *
5664                          * Runtime updates will correct power_orig.
5665                          */
5666                         if (unlikely(!rq->sd)) {
5667                                 power_orig += power_of(cpu);
5668                                 power += power_of(cpu);
5669                                 continue;
5670                         }
5671
5672                         sgp = rq->sd->groups->sgp;
5673                         power_orig += sgp->power_orig;
5674                         power += sgp->power;
5675                 }
5676         } else  {
5677                 /*
5678                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
5679                  * span the current group.
5680                  */ 
5681
5682                 group = child->groups;
5683                 do {
5684                         power_orig += group->sgp->power_orig;
5685                         power += group->sgp->power;
5686                         group = group->next;
5687                 } while (group != child->groups);
5688         }
5689
5690         sdg->sgp->power_orig = power_orig;
5691         sdg->sgp->power = power;
5692 }
5693
5694 /*
5695  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
5696  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
5697  * which on its own isn't powerful enough.
5698  *
5699  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
5700  */
5701 static inline int
5702 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
5703 {
5704         /*
5705          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
5706          */
5707         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
5708                 return 0;
5709
5710         /*
5711          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
5712          */
5713         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
5714                 return 1;
5715
5716         return 0;
5717 }
5718
5719 /*
5720  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
5721  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
5722  *
5723  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
5724  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
5725  * Something like:
5726  *
5727  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
5728  *              *     * * *
5729  *
5730  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
5731  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
5732  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
5733  *
5734  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
5735  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
5736  * moving tasks due to affinity constraints.
5737  *
5738  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
5739  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
5740  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
5741  * to create an effective group imbalance.
5742  *
5743  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
5744  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
5745  * subtle and fragile situation.
5746  */
5747
5748 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
5749 {
5750         return group->sgp->imbalance;
5751 }
5752
5753 /*
5754  * Compute the group capacity.
5755  *
5756  * Avoid the issue where N*frac(smt_power) >= 1 creates 'phantom' cores by
5757  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
5758  * and limit power unit capacity with that.
5759  */
5760 static inline int sg_capacity(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
5761 {
5762         unsigned int capacity, smt, cpus;
5763         unsigned int power, power_orig;
5764
5765         power = group->sgp->power;
5766         power_orig = group->sgp->power_orig;
5767         cpus = group->group_weight;
5768
5769         /* smt := ceil(cpus / power), assumes: 1 < smt_power < 2 */
5770         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_POWER_SCALE * cpus, power_orig);
5771         capacity = cpus / smt; /* cores */
5772
5773         capacity = min_t(unsigned, capacity, DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE));
5774         if (!capacity)
5775                 capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5776
5777         return capacity;
5778 }
5779
5780 /**
5781  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
5782  * @env: The load balancing environment.
5783  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
5784  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
5785  * @local_group: Does group contain this_cpu.
5786  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
5787  */
5788 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
5789                         struct sched_group *group, int load_idx,
5790                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
5791 {
5792         unsigned long load;
5793         int i;
5794
5795         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
5796
5797         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5798                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5799
5800                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5801                 if (local_group)
5802                         load = target_load(i, load_idx);
5803                 else
5804                         load = source_load(i, load_idx);
5805
5806                 sgs->group_load += load;
5807                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
5808 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5809                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
5810                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
5811 #endif
5812                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
5813                 if (idle_cpu(i))
5814                         sgs->idle_cpus++;
5815         }
5816
5817         /* Adjust by relative CPU power of the group */
5818         sgs->group_power = group->sgp->power;
5819         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / sgs->group_power;
5820
5821         if (sgs->sum_nr_running)
5822                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
5823
5824         sgs->group_weight = group->group_weight;
5825
5826         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
5827         sgs->group_capacity = sg_capacity(env, group);
5828
5829         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
5830                 sgs->group_has_capacity = 1;
5831 }
5832
5833 /**
5834  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
5835  * @env: The load balancing environment.
5836  * @sds: sched_domain statistics
5837  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
5838  * @sgs: sched_group statistics
5839  *
5840  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
5841  * busiest group.
5842  *
5843  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
5844  * busiest group. %false otherwise.
5845  */
5846 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
5847                                    struct sd_lb_stats *sds,
5848                                    struct sched_group *sg,
5849                                    struct sg_lb_stats *sgs)
5850 {
5851         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
5852                 return false;
5853
5854         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
5855                 return true;
5856
5857         if (sgs->group_imb)
5858                 return true;
5859
5860         /*
5861          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
5862          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
5863          * higher than ourself as busy.
5864          */
5865         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
5866             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
5867                 if (!sds->busiest)
5868                         return true;
5869
5870                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
5871                         return true;
5872         }
5873
5874         return false;
5875 }
5876
5877 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5878 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5879 {
5880         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
5881                 return regular;
5882         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
5883                 return remote;
5884         return all;
5885 }
5886
5887 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5888 {
5889         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
5890                 return regular;
5891         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
5892                 return remote;
5893         return all;
5894 }
5895 #else
5896 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5897 {
5898         return all;
5899 }
5900
5901 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5902 {
5903         return regular;
5904 }
5905 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5906
5907 /**
5908  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
5909  * @env: The load balancing environment.
5910  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
5911  */
5912 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5913 {
5914         struct sched_domain *child = env->sd->child;
5915         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5916         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
5917         int load_idx, prefer_sibling = 0;
5918
5919         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
5920                 prefer_sibling = 1;
5921
5922         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
5923
5924         do {
5925                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
5926                 int local_group;
5927
5928                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
5929                 if (local_group) {
5930                         sds->local = sg;
5931                         sgs = &sds->local_stat;
5932
5933                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
5934                             time_after_eq(jiffies, sg->sgp->next_update))
5935                                 update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
5936                 }
5937
5938                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs);
5939
5940                 if (local_group)
5941                         goto next_group;
5942
5943                 /*
5944                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
5945                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
5946                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
5947                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
5948                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
5949                  * extra check prevents the case where you always pull from the
5950                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
5951                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
5952                  */
5953                 if (prefer_sibling && sds->local &&
5954                     sds->local_stat.group_has_capacity)
5955                         sgs->group_capacity = min(sgs->group_capacity, 1U);
5956
5957                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
5958                         sds->busiest = sg;
5959                         sds->busiest_stat = *sgs;
5960                 }
5961
5962 next_group:
5963                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
5964                 sds->total_load += sgs->group_load;
5965                 sds->total_pwr += sgs->group_power;
5966
5967                 sg = sg->next;
5968         } while (sg != env->sd->groups);
5969
5970         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
5971                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
5972 }
5973
5974 /**
5975  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
5976  *                      sched doman.
5977  *
5978  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
5979  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
5980  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
5981  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
5982  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
5983  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
5984  *
5985  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
5986  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
5987  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
5988  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
5989  * number.
5990  *
5991  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
5992  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
5993  *
5994  * @env: The load balancing environment.
5995  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
5996  */
5997 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5998 {
5999         int busiest_cpu;
6000
6001         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6002                 return 0;
6003
6004         if (!sds->busiest)
6005                 return 0;
6006
6007         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
6008         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
6009                 return 0;
6010
6011         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
6012                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_power,
6013                 SCHED_POWER_SCALE);
6014
6015         return 1;
6016 }
6017
6018 /**
6019  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
6020  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
6021  *                      load balancing.
6022  * @env: The load balancing environment.
6023  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6024  */
6025 static inline
6026 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6027 {
6028         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
6029         unsigned int imbn = 2;
6030         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
6031         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6032
6033         local = &sds->local_stat;
6034         busiest = &sds->busiest_stat;
6035
6036         if (!local->sum_nr_running)
6037                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
6038         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
6039                 imbn = 1;
6040
6041         scaled_busy_load_per_task =
6042                 (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
6043                 busiest->group_power;
6044
6045         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
6046             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
6047                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6048                 return;
6049         }
6050
6051         /*
6052          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
6053          * however we may be able to increase total CPU power used by
6054          * moving them.
6055          */
6056
6057         pwr_now += busiest->group_power *
6058                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
6059         pwr_now += local->group_power *
6060                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
6061         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
6062
6063         /* Amount of load we'd subtract */
6064         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
6065                 pwr_move += busiest->group_power *
6066                             min(busiest->load_per_task,
6067                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
6068         }
6069
6070         /* Amount of load we'd add */
6071         if (busiest->avg_load * busiest->group_power <
6072             busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) {
6073                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_power) /
6074                       local->group_power;
6075         } else {
6076                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
6077                       local->group_power;
6078         }
6079         pwr_move += local->group_power *
6080                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
6081         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
6082
6083         /* Move if we gain throughput */
6084         if (pwr_move > pwr_now)
6085                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6086 }
6087
6088 /**
6089  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
6090  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
6091  * @env: load balance environment
6092  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6093  */
6094 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6095 {
6096         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
6097         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6098
6099         local = &sds->local_stat;
6100         busiest = &sds->busiest_stat;
6101
6102         if (busiest->group_imb) {
6103                 /*
6104                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
6105                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
6106                  */
6107                 busiest->load_per_task =
6108                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
6109         }
6110
6111         /*
6112          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
6113          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
6114          * its cpu_power, while calculating max_load..)
6115          */
6116         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
6117             local->avg_load >= sds->avg_load) {
6118                 env->imbalance = 0;
6119                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6120         }
6121
6122         if (!busiest->group_imb) {
6123                 /*
6124                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
6125                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
6126                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
6127                  */
6128                 load_above_capacity =
6129                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity);
6130
6131                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
6132                 load_above_capacity /= busiest->group_power;
6133         }
6134
6135         /*
6136          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
6137          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
6138          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
6139          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
6140          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
6141          * for the minimum possible imbalance.
6142          */
6143         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
6144
6145         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
6146         env->imbalance = min(
6147                 max_pull * busiest->group_power,
6148                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_power
6149         ) / SCHED_POWER_SCALE;
6150
6151         /*
6152          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
6153          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
6154          * a think about bumping its value to force at least one task to be
6155          * moved
6156          */
6157         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
6158                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6159 }
6160
6161 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
6162
6163 /**
6164  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
6165  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
6166  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
6167  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
6168  * such a group exists.
6169  *
6170  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
6171  * to restore balance.
6172  *
6173  * @env: The load balancing environment.
6174  *
6175  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
6176  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
6177  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
6178  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
6179  */
6180 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
6181 {
6182         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6183         struct sd_lb_stats sds;
6184
6185         init_sd_lb_stats(&sds);
6186
6187         /*
6188          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
6189          * this level.
6190          */
6191         update_sd_lb_stats(env, &sds);
6192         local = &sds.local_stat;
6193         busiest = &sds.busiest_stat;
6194
6195         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
6196             check_asym_packing(env, &sds))
6197                 return sds.busiest;
6198
6199         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
6200         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
6201                 goto out_balanced;
6202
6203         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
6204
6205         /*
6206          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
6207          * work because they assume all things are equal, which typically
6208          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
6209          */
6210         if (busiest->group_imb)
6211                 goto force_balance;
6212
6213         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
6214         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_capacity &&
6215             !busiest->group_has_capacity)
6216                 goto force_balance;
6217
6218         /*
6219          * If the local group is more busy than the selected busiest group
6220          * don't try and pull any tasks.
6221          */
6222         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
6223                 goto out_balanced;
6224
6225         /*
6226          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
6227          * average load.
6228          */
6229         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
6230                 goto out_balanced;
6231
6232         if (env->idle == CPU_IDLE) {
6233                 /*
6234                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
6235                  * have more tasks than the number of available cpu's and
6236                  * there is no imbalance between this and busiest group
6237                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
6238                  */
6239                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
6240                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
6241                         goto out_balanced;
6242         } else {
6243                 /*
6244                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
6245                  * imbalance_pct to be conservative.
6246                  */
6247                 if (100 * busiest->avg_load <=
6248                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
6249                         goto out_balanced;
6250         }
6251
6252 force_balance:
6253         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
6254         calculate_imbalance(env, &sds);
6255         return sds.busiest;
6256
6257 out_balanced:
6258         env->imbalance = 0;
6259         return NULL;
6260 }
6261
6262 /*
6263  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
6264  */
6265 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
6266                                      struct sched_group *group)
6267 {
6268         struct rq *busiest = NULL, *rq;
6269         unsigned long busiest_load = 0, busiest_power = 1;
6270         int i;
6271
6272         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6273                 unsigned long power, capacity, wl;
6274                 enum fbq_type rt;
6275
6276                 rq = cpu_rq(i);
6277                 rt = fbq_classify_rq(rq);
6278
6279                 /*
6280                  * We classify groups/runqueues into three groups:
6281                  *  - regular: there are !numa tasks
6282                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
6283                  *  - all:     there is no distinction
6284                  *
6285                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
6286                  * ignore those when there's better options.
6287                  *
6288                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
6289                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
6290                  * queue by moving tasks around inside the node.
6291                  *
6292                  * If we cannot move enough load due to this classification
6293                  * the next pass will adjust the group classification and
6294                  * allow migration of more tasks.
6295                  *
6296                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
6297                  */
6298                 if (rt > env->fbq_type)
6299                         continue;
6300
6301                 power = power_of(i);
6302                 capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE);
6303                 if (!capacity)
6304                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
6305
6306                 wl = weighted_cpuload(i);
6307
6308                 /*
6309                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
6310                  * which is not scaled with the cpu power.
6311                  */
6312                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
6313                         continue;
6314
6315                 /*
6316                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6317                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
6318                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
6319                  * running at a lower capacity.
6320                  *
6321                  * Thus we're looking for max(wl_i / power_i), crosswise
6322                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6323                  * to: wl_i * power_j > wl_j * power_i;  where j is our
6324                  * previous maximum.
6325                  */
6326                 if (wl * busiest_power > busiest_load * power) {
6327                         busiest_load = wl;
6328                         busiest_power = power;
6329                         busiest = rq;
6330                 }
6331         }
6332
6333         return busiest;
6334 }
6335
6336 /*
6337  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6338  * so long as it is large enough.
6339  */
6340 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6341
6342 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6343 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6344
6345 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6346 {
6347         struct sched_domain *sd = env->sd;
6348
6349         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6350
6351                 /*
6352                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6353                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6354                  * lowest numbered CPUs.
6355                  */
6356                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6357                         return 1;
6358         }
6359
6360         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6361 }
6362
6363 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6364
6365 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6366 {
6367         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6368         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6369         int cpu, balance_cpu = -1;
6370
6371         /*
6372          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6373          * to do the newly idle load balance.
6374          */
6375         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6376                 return 1;
6377
6378         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6379         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6380         /* Try to find first idle cpu */
6381         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6382                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6383                         continue;
6384
6385                 balance_cpu = cpu;
6386                 break;
6387         }
6388
6389         if (balance_cpu == -1)
6390                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6391
6392         /*
6393          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6394          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6395          */
6396         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6397 }
6398
6399 /*
6400  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6401  * tasks if there is an imbalance.
6402  */
6403 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6404                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6405                         int *continue_balancing)
6406 {
6407         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6408         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6409         struct sched_group *group;
6410         struct rq *busiest;
6411         unsigned long flags;
6412         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
6413
6414         struct lb_env env = {
6415                 .sd             = sd,
6416                 .dst_cpu        = this_cpu,
6417                 .dst_rq         = this_rq,
6418                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6419                 .idle           = idle,
6420                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6421                 .cpus           = cpus,
6422                 .fbq_type       = all,
6423         };
6424
6425         /*
6426          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6427          * other cpus in our group
6428          */
6429         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6430                 env.dst_grpmask = NULL;
6431
6432         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6433
6434         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6435
6436 redo:
6437         if (!should_we_balance(&env)) {
6438                 *continue_balancing = 0;
6439                 goto out_balanced;
6440         }
6441
6442         group = find_busiest_group(&env);
6443         if (!group) {
6444                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6445                 goto out_balanced;
6446         }
6447
6448         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6449         if (!busiest) {
6450                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6451                 goto out_balanced;
6452         }
6453
6454         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6455
6456         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6457
6458         ld_moved = 0;
6459         if (busiest->nr_running > 1) {
6460                 /*
6461                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6462                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6463                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6464                  * correctly treated as an imbalance.
6465                  */
6466                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6467                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6468                 env.src_rq    = busiest;
6469                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6470
6471 more_balance:
6472                 local_irq_save(flags);
6473                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
6474
6475                 /*
6476                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6477                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6478                  */
6479                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
6480                 ld_moved += cur_ld_moved;
6481                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
6482                 local_irq_restore(flags);
6483
6484                 /*
6485                  * some other cpu did the load balance for us.
6486                  */
6487                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
6488                         resched_cpu(env.dst_cpu);
6489
6490                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6491                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6492                         goto more_balance;
6493                 }
6494
6495                 /*
6496                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6497                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6498                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6499                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6500                  * sched_group.
6501                  *
6502                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6503                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6504                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6505                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6506                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6507                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6508                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6509                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6510                  * This however should not happen so much in practice and
6511                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6512                  * excess load moved.
6513                  */
6514                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6515
6516                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6517                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6518
6519                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6520                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6521                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6522                         env.loop         = 0;
6523                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6524
6525                         /*
6526                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6527                          * need to continue with same src_cpu.
6528                          */
6529                         goto more_balance;
6530                 }
6531
6532                 /*
6533                  * We failed to reach balance because of affinity.
6534                  */
6535                 if (sd_parent) {
6536                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgp->imbalance;
6537
6538                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6539                                 *group_imbalance = 1;
6540                         } else if (*group_imbalance)
6541                                 *group_imbalance = 0;
6542                 }
6543
6544                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6545                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6546                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6547                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6548                                 env.loop = 0;
6549                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6550                                 goto redo;
6551                         }
6552                         goto out_balanced;
6553                 }
6554         }
6555
6556         if (!ld_moved) {
6557                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
6558                 /*
6559                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
6560                  * We do not want newidle balance, which can be very
6561                  * frequent, pollute the failure counter causing
6562                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
6563                  */
6564                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
6565                         sd->nr_balance_failed++;
6566
6567                 if (need_active_balance(&env)) {
6568                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6569
6570                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
6571                          * if the curr task on busiest cpu can't be
6572                          * moved to this_cpu
6573                          */
6574                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
6575                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
6576                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
6577                                                             flags);
6578                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6579                                 goto out_one_pinned;
6580                         }
6581
6582                         /*
6583                          * ->active_balance synchronizes accesses to
6584                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
6585                          * only after active load balance is finished.
6586                          */
6587                         if (!busiest->active_balance) {
6588                                 busiest->active_balance = 1;
6589                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
6590                                 active_balance = 1;
6591                         }
6592                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
6593
6594                         if (active_balance) {
6595                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
6596                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
6597                                         &busiest->active_balance_work);
6598                         }
6599
6600                         /*
6601                          * We've kicked active balancing, reset the failure
6602                          * counter.
6603                          */
6604                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
6605                 }
6606         } else
6607                 sd->nr_balance_failed = 0;
6608
6609         if (likely(!active_balance)) {
6610                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
6611                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
6612         } else {
6613                 /*
6614                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
6615                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
6616                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
6617                  * move_tasks).
6618                  */
6619                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
6620                         sd->balance_interval *= 2;
6621         }
6622
6623         goto out;
6624
6625 out_balanced:
6626         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
6627
6628         sd->nr_balance_failed = 0;
6629
6630 out_one_pinned:
6631         /* tune up the balancing interval */
6632         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
6633                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
6634                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
6635                 sd->balance_interval *= 2;
6636
6637         ld_moved = 0;
6638 out:
6639         return ld_moved;
6640 }
6641
6642 /*
6643  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
6644  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
6645  */
6646 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
6647 {
6648         struct sched_domain *sd;
6649         int pulled_task = 0;
6650         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
6651         u64 curr_cost = 0;
6652         int this_cpu = this_rq->cpu;
6653
6654         idle_enter_fair(this_rq);
6655         /*
6656          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
6657          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
6658          */
6659         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
6660
6661         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
6662                 goto out;
6663
6664         /*
6665          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
6666          */
6667         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
6668
6669         update_blocked_averages(this_cpu);
6670         rcu_read_lock();
6671         for_each_domain(this_cpu, sd) {
6672                 unsigned long interval;
6673                 int continue_balancing = 1;
6674                 u64 t0, domain_cost;
6675
6676                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6677                         continue;
6678
6679                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
6680                         break;
6681
6682                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
6683                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
6684
6685                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
6686                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
6687                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
6688                                                    &continue_balancing);
6689
6690                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
6691                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
6692                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
6693
6694                         curr_cost += domain_cost;
6695                 }
6696
6697                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6698                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
6699                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6700                 if (pulled_task)
6701                         break;
6702         }
6703         rcu_read_unlock();
6704
6705         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
6706
6707         /*
6708          * While browsing the domains, we released the rq lock.
6709          * A task could have be enqueued in the meantime
6710          */
6711         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task) {
6712                 pulled_task = 1;
6713                 goto out;
6714         }
6715
6716         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
6717                 /*
6718                  * We are going idle. next_balance may be set based on
6719                  * a busy processor. So reset next_balance.
6720                  */
6721                 this_rq->next_balance = next_balance;
6722         }
6723
6724         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
6725                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
6726
6727 out:
6728         /* Is there a task of a high priority class? */
6729         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running &&
6730             (this_rq->dl.dl_nr_running ||
6731              (this_rq->rt.rt_nr_running && !rt_rq_throttled(&this_rq->rt))))
6732                 pulled_task = -1;
6733
6734         if (pulled_task) {
6735                 idle_exit_fair(this_rq);
6736                 this_rq->idle_stamp = 0;
6737         }
6738
6739         return pulled_task;
6740 }
6741
6742 /*
6743  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
6744  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
6745  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
6746  * avoids physical / logical imbalances.
6747  */
6748 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
6749 {
6750         struct rq *busiest_rq = data;
6751         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
6752         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
6753         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
6754         struct sched_domain *sd;
6755
6756         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
6757
6758         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
6759         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
6760                      !busiest_rq->active_balance))
6761                 goto out_unlock;
6762
6763         /* Is there any task to move? */
6764         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
6765                 goto out_unlock;
6766
6767         /*
6768          * This condition is "impossible", if it occurs
6769          * we need to fix it. Originally reported by
6770          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
6771          */
6772         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
6773
6774         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
6775         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
6776
6777         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
6778         rcu_read_lock();
6779         for_each_domain(target_cpu, sd) {
6780                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
6781                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
6782                                 break;
6783         }
6784
6785         if (likely(sd)) {
6786                 struct lb_env env = {
6787                         .sd             = sd,
6788                         .dst_cpu        = target_cpu,
6789                         .dst_rq         = target_rq,
6790                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
6791                         .src_rq         = busiest_rq,
6792                         .idle           = CPU_IDLE,
6793                 };
6794
6795                 schedstat_inc(sd, alb_count);
6796
6797                 if (move_one_task(&env))
6798                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
6799                 else
6800                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
6801         }
6802         rcu_read_unlock();
6803         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
6804 out_unlock:
6805         busiest_rq->active_balance = 0;
6806         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
6807         return 0;
6808 }
6809
6810 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
6811 {
6812         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
6813 }
6814
6815 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6816 /*
6817  * idle load balancing details
6818  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
6819  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
6820  *   load balancing for all the idle CPUs.
6821  */
6822 static struct {
6823         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6824         atomic_t nr_cpus;
6825         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6826 } nohz ____cacheline_aligned;
6827
6828 static inline int find_new_ilb(void)
6829 {
6830         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
6831
6832         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
6833                 return ilb;
6834
6835         return nr_cpu_ids;
6836 }
6837
6838 /*
6839  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
6840  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
6841  * CPU (if there is one).
6842  */
6843 static void nohz_balancer_kick(void)
6844 {
6845         int ilb_cpu;
6846
6847         nohz.next_balance++;
6848
6849         ilb_cpu = find_new_ilb();
6850
6851         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
6852                 return;
6853
6854         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
6855                 return;
6856         /*
6857          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
6858          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
6859          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
6860          * will be run before returning from the IPI.
6861          */
6862         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
6863         return;
6864 }
6865
6866 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
6867 {
6868         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
6869                 /*
6870                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
6871                  */
6872                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
6873                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6874                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
6875                 }
6876                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6877         }
6878 }
6879
6880 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
6881 {
6882         struct sched_domain *sd;
6883         int cpu = smp_processor_id();
6884
6885         rcu_read_lock();
6886         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
6887
6888         if (!sd || !sd->nohz_idle)
6889                 goto unlock;
6890         sd->nohz_idle = 0;
6891
6892         atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6893 unlock:
6894         rcu_read_unlock();
6895 }
6896
6897 void set_cpu_sd_state_idle(void)
6898 {
6899         struct sched_domain *sd;
6900         int cpu = smp_processor_id();
6901
6902         rcu_read_lock();
6903         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
6904
6905         if (!sd || sd->nohz_idle)
6906                 goto unlock;
6907         sd->nohz_idle = 1;
6908
6909         atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6910 unlock:
6911         rcu_read_unlock();
6912 }
6913
6914 /*
6915  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
6916  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
6917  */
6918 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
6919 {
6920         /*
6921          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
6922          */
6923         if (!cpu_active(cpu))
6924                 return;
6925
6926         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
6927                 return;
6928
6929         /*
6930          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
6931          */
6932         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
6933                 return;
6934
6935         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6936         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
6937         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6938 }
6939
6940 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
6941                                         unsigned long action, void *hcpu)
6942 {
6943         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6944         case CPU_DYING:
6945                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
6946                 return NOTIFY_OK;
6947         default:
6948                 return NOTIFY_DONE;
6949         }
6950 }
6951 #endif
6952
6953 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
6954
6955 /*
6956  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
6957  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
6958  */
6959 void update_max_interval(void)
6960 {
6961         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
6962 }
6963
6964 /*
6965  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
6966  * and initiates a balancing operation if so.
6967  *
6968  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
6969  */
6970 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
6971 {
6972         int continue_balancing = 1;
6973         int cpu = rq->cpu;
6974         unsigned long interval;
6975         struct sched_domain *sd;
6976         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
6977         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
6978         int update_next_balance = 0;
6979         int need_serialize, need_decay = 0;
6980         u64 max_cost = 0;
6981
6982         update_blocked_averages(cpu);
6983
6984         rcu_read_lock();
6985         for_each_domain(cpu, sd) {
6986                 /*
6987                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
6988                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
6989                  */
6990                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
6991                         sd->max_newidle_lb_cost =
6992                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
6993                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
6994                         need_decay = 1;
6995                 }
6996                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
6997
6998                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6999                         continue;
7000
7001                 /*
7002                  * Stop the load balance at this level. There is another
7003                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
7004                  * actively.
7005                  */
7006                 if (!continue_balancing) {
7007                         if (need_decay)
7008                                 continue;
7009                         break;
7010                 }
7011
7012                 interval = sd->balance_interval;
7013                 if (idle != CPU_IDLE)
7014                         interval *= sd->busy_factor;
7015
7016                 /* scale ms to jiffies */
7017                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
7018                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7019
7020                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
7021
7022                 if (need_serialize) {
7023                         if (!spin_trylock(&balancing))
7024                                 goto out;
7025                 }
7026
7027                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
7028                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
7029                                 /*
7030                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
7031                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
7032                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
7033                                  */
7034                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7035                         }
7036                         sd->last_balance = jiffies;
7037                 }
7038                 if (need_serialize)
7039                         spin_unlock(&balancing);
7040 out:
7041                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
7042                         next_balance = sd->last_balance + interval;
7043                         update_next_balance = 1;
7044                 }
7045         }
7046         if (need_decay) {
7047                 /*
7048                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
7049                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
7050                  */
7051                 rq->max_idle_balance_cost =
7052                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
7053         }
7054         rcu_read_unlock();
7055
7056         /*
7057          * next_balance will be updated only when there is a need.
7058          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
7059          * updated.
7060          */
7061         if (likely(update_next_balance))
7062                 rq->next_balance = next_balance;
7063 }
7064
7065 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7066 /*
7067  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
7068  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
7069  */
7070 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
7071 {
7072         int this_cpu = this_rq->cpu;
7073         struct rq *rq;
7074         int balance_cpu;
7075
7076         if (idle != CPU_IDLE ||
7077             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
7078                 goto end;
7079
7080         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
7081                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
7082                         continue;
7083
7084                 /*
7085                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
7086                  * work being done for other cpus. Next load
7087                  * balancing owner will pick it up.
7088                  */
7089                 if (need_resched())
7090                         break;
7091
7092                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
7093
7094                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7095                 update_rq_clock(rq);
7096                 update_idle_cpu_load(rq);
7097                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7098
7099                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
7100
7101                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
7102                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
7103         }
7104         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
7105 end:
7106         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
7107 }
7108
7109 /*
7110  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
7111  * of an idle cpu is the system.
7112  *   - This rq has more than one task.
7113  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
7114  *     busy cpu's exceeding the group's power.
7115  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
7116  *     domain span are idle.
7117  */
7118 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq)
7119 {
7120         unsigned long now = jiffies;
7121         struct sched_domain *sd;
7122         struct sched_group_power *sgp;
7123         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
7124
7125         if (unlikely(rq->idle_balance))
7126                 return 0;
7127
7128        /*
7129         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
7130         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
7131         */
7132         set_cpu_sd_state_busy();
7133         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7134
7135         /*
7136          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
7137          * balancing.
7138          */
7139         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
7140                 return 0;
7141
7142         if (time_before(now, nohz.next_balance))
7143                 return 0;
7144
7145         if (rq->nr_running >= 2)
7146                 goto need_kick;
7147
7148         rcu_read_lock();
7149         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7150
7151         if (sd) {
7152                 sgp = sd->groups->sgp;
7153                 nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
7154
7155                 if (nr_busy > 1)
7156                         goto need_kick_unlock;
7157         }
7158
7159         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
7160
7161         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
7162                                   sched_domain_span(sd)) < cpu))
7163                 goto need_kick_unlock;
7164
7165         rcu_read_unlock();
7166         return 0;
7167
7168 need_kick_unlock:
7169         rcu_read_unlock();
7170 need_kick:
7171         return 1;
7172 }
7173 #else
7174 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
7175 #endif
7176
7177 /*
7178  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
7179  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
7180  */
7181 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
7182 {
7183         struct rq *this_rq = this_rq();
7184         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
7185                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7186
7187         rebalance_domains(this_rq, idle);
7188
7189         /*
7190          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
7191          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
7192          * stopped.
7193          */
7194         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
7195 }
7196
7197 /*
7198  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
7199  */
7200 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
7201 {
7202         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
7203         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
7204                 return;
7205
7206         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
7207                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
7208 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7209         if (nohz_kick_needed(rq))
7210                 nohz_balancer_kick();
7211 #endif
7212 }
7213
7214 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
7215 {
7216         update_sysctl();
7217 }
7218
7219 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
7220 {
7221         update_sysctl();
7222
7223         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
7224         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
7225 }
7226
7227 #endif /* CONFIG_SMP */
7228
7229 /*
7230  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
7231  */
7232 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
7233 {
7234         struct cfs_rq *cfs_rq;
7235         struct sched_entity *se = &curr->se;
7236
7237         for_each_sched_entity(se) {
7238                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7239                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
7240         }
7241
7242         if (numabalancing_enabled)
7243                 task_tick_numa(rq, curr);
7244
7245         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
7246 }
7247
7248 /*
7249  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
7250  *  - child not yet on the tasklist
7251  *  - preemption disabled
7252  */
7253 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
7254 {
7255         struct cfs_rq *cfs_rq;
7256         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
7257         int this_cpu = smp_processor_id();
7258         struct rq *rq = this_rq();
7259         unsigned long flags;
7260
7261         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7262
7263         update_rq_clock(rq);
7264
7265         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
7266         curr = cfs_rq->curr;
7267
7268         /*
7269          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
7270          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
7271          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
7272          * of child point to valid ones.
7273          */
7274         rcu_read_lock();
7275         __set_task_cpu(p, this_cpu);
7276         rcu_read_unlock();
7277
7278         update_curr(cfs_rq);
7279
7280         if (curr)
7281                 se->vruntime = curr->vruntime;
7282         place_entity(cfs_rq, se, 1);
7283
7284         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
7285                 /*
7286                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
7287                  * 'current' within the tree based on its new key value.
7288                  */
7289                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
7290                 resched_task(rq->curr);
7291         }
7292
7293         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7294
7295         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7296 }
7297
7298 /*
7299  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
7300  * the current task.
7301  */
7302 static void
7303 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
7304 {
7305         if (!p->se.on_rq)
7306                 return;
7307
7308         /*
7309          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
7310          * our priority decreased, or if we are not currently running on
7311          * this runqueue and our priority is higher than the current's
7312          */
7313         if (rq->curr == p) {
7314                 if (p->prio > oldprio)
7315                         resched_task(rq->curr);
7316         } else
7317                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7318 }
7319
7320 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7321 {
7322         struct sched_entity *se = &p->se;
7323         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7324
7325         /*
7326          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when it's
7327          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
7328          * do the right thing.
7329          *
7330          * If it's on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
7331          * have normalized the vruntime, if it's !on_rq, then only when
7332          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
7333          */
7334         if (!p->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
7335                 /*
7336                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
7337                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
7338                  */
7339                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
7340                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7341         }
7342
7343 #ifdef CONFIG_SMP
7344         /*
7345         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
7346         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
7347         * switch back.
7348         */
7349         if (se->avg.decay_count) {
7350                 __synchronize_entity_decay(se);
7351                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
7352         }
7353 #endif
7354 }
7355
7356 /*
7357  * We switched to the sched_fair class.
7358  */
7359 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7360 {
7361         struct sched_entity *se = &p->se;
7362 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7363         /*
7364          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
7365          * class maintain depth value), reset depth properly.
7366          */
7367         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7368 #endif
7369         if (!se->on_rq)
7370                 return;
7371
7372         /*
7373          * We were most likely switched from sched_rt, so
7374          * kick off the schedule if running, otherwise just see
7375          * if we can still preempt the current task.
7376          */
7377         if (rq->curr == p)
7378                 resched_task(rq->curr);
7379         else
7380                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7381 }
7382
7383 /* Account for a task changing its policy or group.
7384  *
7385  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
7386  * migrates between groups/classes.
7387  */
7388 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
7389 {
7390         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
7391
7392         for_each_sched_entity(se) {
7393                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7394
7395                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7396                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
7397                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
7398         }
7399 }
7400
7401 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7402 {
7403         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7404         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7405 #ifndef CONFIG_64BIT
7406         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7407 #endif
7408 #ifdef CONFIG_SMP
7409         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
7410         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
7411 #endif
7412 }
7413
7414 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7415 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
7416 {
7417         struct sched_entity *se = &p->se;
7418         struct cfs_rq *cfs_rq;
7419
7420         /*
7421          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7422          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7423          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7424          * bonus in place_entity()).
7425          *
7426          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7427          * ->vruntime to a relative base.
7428          *
7429          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7430          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7431          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7432          */
7433         /*
7434          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7435          * But there are some cases where it has already been normalized:
7436          *
7437          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7438          *   wake_up_new_task().
7439          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7440          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7441          *
7442          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7443          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7444          */
7445         if (!on_rq && (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7446                 on_rq = 1;
7447
7448         if (!on_rq)
7449                 se->vruntime -= cfs_rq_of(se)->min_vruntime;
7450         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7451         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7452         if (!on_rq) {
7453                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7454                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7455 #ifdef CONFIG_SMP
7456                 /*
7457                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
7458                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
7459                  * decay.
7460                  */
7461                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
7462                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
7463 #endif
7464         }
7465 }
7466
7467 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
7468 {
7469         int i;
7470
7471         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7472
7473         for_each_possible_cpu(i) {
7474                 if (tg->cfs_rq)
7475                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
7476                 if (tg->se)
7477                         kfree(tg->se[i]);
7478         }
7479
7480         kfree(tg->cfs_rq);
7481         kfree(tg->se);
7482 }
7483
7484 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7485 {
7486         struct cfs_rq *cfs_rq;
7487         struct sched_entity *se;
7488         int i;
7489
7490         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7491         if (!tg->cfs_rq)
7492                 goto err;
7493         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7494         if (!tg->se)
7495                 goto err;
7496
7497         tg->shares = NICE_0_LOAD;
7498
7499         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7500
7501         for_each_possible_cpu(i) {
7502                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
7503                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7504                 if (!cfs_rq)
7505                         goto err;
7506
7507                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
7508                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7509                 if (!se)
7510                         goto err_free_rq;
7511
7512                 init_cfs_rq(cfs_rq);
7513                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
7514         }
7515
7516         return 1;
7517
7518 err_free_rq:
7519         kfree(cfs_rq);
7520 err:
7521         return 0;
7522 }
7523
7524 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
7525 {
7526         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7527         unsigned long flags;
7528
7529         /*
7530         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
7531         * check on_list without danger of it being re-added.
7532         */
7533         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
7534                 return;
7535
7536         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7537         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
7538         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7539 }
7540
7541 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
7542                         struct sched_entity *se, int cpu,
7543                         struct sched_entity *parent)
7544 {
7545         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7546
7547         cfs_rq->tg = tg;
7548         cfs_rq->rq = rq;
7549         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
7550
7551         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
7552         tg->se[cpu] = se;
7553
7554         /* se could be NULL for root_task_group */
7555         if (!se)
7556                 return;
7557
7558         if (!parent) {
7559                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
7560                 se->depth = 0;
7561         } else {
7562                 se->cfs_rq = parent->my_q;
7563                 se->depth = parent->depth + 1;
7564         }
7565
7566         se->my_q = cfs_rq;
7567         /* guarantee group entities always have weight */
7568         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
7569         se->parent = parent;
7570 }
7571
7572 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
7573
7574 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
7575 {
7576         int i;
7577         unsigned long flags;
7578
7579         /*
7580          * We can't change the weight of the root cgroup.
7581          */
7582         if (!tg->se[0])
7583                 return -EINVAL;
7584
7585         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
7586
7587         mutex_lock(&shares_mutex);
7588         if (tg->shares == shares)
7589                 goto done;
7590
7591         tg->shares = shares;
7592         for_each_possible_cpu(i) {
7593                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7594                 struct sched_entity *se;
7595
7596                 se = tg->se[i];
7597                 /* Propagate contribution to hierarchy */
7598                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7599
7600                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
7601                 update_rq_clock(rq);
7602                 for_each_sched_entity(se)
7603                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
7604                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7605         }
7606
7607 done:
7608         mutex_unlock(&shares_mutex);
7609         return 0;
7610 }
7611 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7612
7613 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
7614
7615 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7616 {
7617         return 1;
7618 }
7619
7620 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
7621
7622 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7623
7624
7625 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
7626 {
7627         struct sched_entity *se = &task->se;
7628         unsigned int rr_interval = 0;
7629
7630         /*
7631          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
7632          * idle runqueue:
7633          */
7634         if (rq->cfs.load.weight)
7635                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
7636
7637         return rr_interval;
7638 }
7639
7640 /*
7641  * All the scheduling class methods:
7642  */
7643 const struct sched_class fair_sched_class = {
7644         .next                   = &idle_sched_class,
7645         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
7646         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
7647         .yield_task             = yield_task_fair,
7648         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
7649
7650         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
7651
7652         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
7653         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
7654
7655 #ifdef CONFIG_SMP
7656         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
7657         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
7658
7659         .rq_online              = rq_online_fair,
7660         .rq_offline             = rq_offline_fair,
7661
7662         .task_waking            = task_waking_fair,
7663 #endif
7664
7665         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
7666         .task_tick              = task_tick_fair,
7667         .task_fork              = task_fork_fair,
7668
7669         .prio_changed           = prio_changed_fair,
7670         .switched_from          = switched_from_fair,
7671         .switched_to            = switched_to_fair,
7672
7673         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
7674
7675 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7676         .task_move_group        = task_move_group_fair,
7677 #endif
7678 };
7679
7680 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7681 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
7682 {
7683         struct cfs_rq *cfs_rq;
7684
7685         rcu_read_lock();
7686         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
7687                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
7688         rcu_read_unlock();
7689 }
7690 #endif
7691
7692 __init void init_sched_fair_class(void)
7693 {
7694 #ifdef CONFIG_SMP
7695         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
7696
7697 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7698         nohz.next_balance = jiffies;
7699         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
7700         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
7701 #endif
7702 #endif /* SMP */
7703
7704 }