c4bb0ac26a7cd44ea95fdb61e380d88650fb498c
[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 cfs_rq *
419 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
420 {
421         return cfs_rq_of(se); /* always the same rq */
422 }
423
424 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
425 {
426         return NULL;
427 }
428
429 static inline void
430 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
431 {
432 }
433
434 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
435
436 static __always_inline
437 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
438
439 /**************************************************************
440  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
441  */
442
443 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
444 {
445         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
446         if (delta > 0)
447                 max_vruntime = vruntime;
448
449         return max_vruntime;
450 }
451
452 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
453 {
454         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
455         if (delta < 0)
456                 min_vruntime = vruntime;
457
458         return min_vruntime;
459 }
460
461 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
462                                 struct sched_entity *b)
463 {
464         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
465 }
466
467 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
468 {
469         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
470
471         if (cfs_rq->curr)
472                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
473
474         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
475                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
476                                                    struct sched_entity,
477                                                    run_node);
478
479                 if (!cfs_rq->curr)
480                         vruntime = se->vruntime;
481                 else
482                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
483         }
484
485         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
486         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
487 #ifndef CONFIG_64BIT
488         smp_wmb();
489         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
490 #endif
491 }
492
493 /*
494  * Enqueue an entity into the rb-tree:
495  */
496 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
497 {
498         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
499         struct rb_node *parent = NULL;
500         struct sched_entity *entry;
501         int leftmost = 1;
502
503         /*
504          * Find the right place in the rbtree:
505          */
506         while (*link) {
507                 parent = *link;
508                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
509                 /*
510                  * We dont care about collisions. Nodes with
511                  * the same key stay together.
512                  */
513                 if (entity_before(se, entry)) {
514                         link = &parent->rb_left;
515                 } else {
516                         link = &parent->rb_right;
517                         leftmost = 0;
518                 }
519         }
520
521         /*
522          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
523          * used):
524          */
525         if (leftmost)
526                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
527
528         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
529         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
530 }
531
532 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
533 {
534         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
535                 struct rb_node *next_node;
536
537                 next_node = rb_next(&se->run_node);
538                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
539         }
540
541         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
542 }
543
544 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
545 {
546         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
547
548         if (!left)
549                 return NULL;
550
551         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
552 }
553
554 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
555 {
556         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
557
558         if (!next)
559                 return NULL;
560
561         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
562 }
563
564 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
565 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
566 {
567         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
568
569         if (!last)
570                 return NULL;
571
572         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
573 }
574
575 /**************************************************************
576  * Scheduling class statistics methods:
577  */
578
579 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
580                 void __user *buffer, size_t *lenp,
581                 loff_t *ppos)
582 {
583         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
584         int factor = get_update_sysctl_factor();
585
586         if (ret || !write)
587                 return ret;
588
589         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
590                                         sysctl_sched_min_granularity);
591
592 #define WRT_SYSCTL(name) \
593         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
594         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
595         WRT_SYSCTL(sched_latency);
596         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
597 #undef WRT_SYSCTL
598
599         return 0;
600 }
601 #endif
602
603 /*
604  * delta /= w
605  */
606 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
607 {
608         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
609                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
610
611         return delta;
612 }
613
614 /*
615  * The idea is to set a period in which each task runs once.
616  *
617  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
618  * this period because otherwise the slices get too small.
619  *
620  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
621  */
622 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
623 {
624         u64 period = sysctl_sched_latency;
625         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
626
627         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
628                 period = sysctl_sched_min_granularity;
629                 period *= nr_running;
630         }
631
632         return period;
633 }
634
635 /*
636  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
637  * proportional to the weight.
638  *
639  * s = p*P[w/rw]
640  */
641 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
642 {
643         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
644
645         for_each_sched_entity(se) {
646                 struct load_weight *load;
647                 struct load_weight lw;
648
649                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
650                 load = &cfs_rq->load;
651
652                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
653                         lw = cfs_rq->load;
654
655                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
656                         load = &lw;
657                 }
658                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
659         }
660         return slice;
661 }
662
663 /*
664  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
665  *
666  * vs = s/w
667  */
668 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
669 {
670         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
671 }
672
673 #ifdef CONFIG_SMP
674 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
675
676 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
677
678 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
679 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
680 {
681         u32 slice;
682
683         p->se.avg.decay_count = 0;
684         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
685         p->se.avg.runnable_avg_sum = slice;
686         p->se.avg.runnable_avg_period = slice;
687         __update_task_entity_contrib(&p->se);
688 }
689 #else
690 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
691 {
692 }
693 #endif
694
695 /*
696  * Update the current task's runtime statistics.
697  */
698 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
699 {
700         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
701         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
702         u64 delta_exec;
703
704         if (unlikely(!curr))
705                 return;
706
707         delta_exec = now - curr->exec_start;
708         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
709                 return;
710
711         curr->exec_start = now;
712
713         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
714                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
715
716         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
717         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
718
719         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
720         update_min_vruntime(cfs_rq);
721
722         if (entity_is_task(curr)) {
723                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
724
725                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
726                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
727                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
728         }
729
730         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
731 }
732
733 static inline void
734 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
735 {
736         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
737 }
738
739 /*
740  * Task is being enqueued - update stats:
741  */
742 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
743 {
744         /*
745          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
746          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
747          */
748         if (se != cfs_rq->curr)
749                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
750 }
751
752 static void
753 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
754 {
755         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
756                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
757         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
758         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
759                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
760 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
761         if (entity_is_task(se)) {
762                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
763                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
764         }
765 #endif
766         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
767 }
768
769 static inline void
770 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
771 {
772         /*
773          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
774          * waiting task:
775          */
776         if (se != cfs_rq->curr)
777                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
778 }
779
780 /*
781  * We are picking a new current task - update its stats:
782  */
783 static inline void
784 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
785 {
786         /*
787          * We are starting a new run period:
788          */
789         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
790 }
791
792 /**************************************************
793  * Scheduling class queueing methods:
794  */
795
796 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
797 /*
798  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
799  * calculated based on the tasks virtual memory size and
800  * numa_balancing_scan_size.
801  */
802 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
803 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
804
805 /* Portion of address space to scan in MB */
806 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
807
808 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
809 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
810
811 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
812 {
813         unsigned long rss = 0;
814         unsigned long nr_scan_pages;
815
816         /*
817          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
818          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
819          * on resident pages
820          */
821         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
822         rss = get_mm_rss(p->mm);
823         if (!rss)
824                 rss = nr_scan_pages;
825
826         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
827         return rss / nr_scan_pages;
828 }
829
830 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
831 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
832
833 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
834 {
835         unsigned int scan, floor;
836         unsigned int windows = 1;
837
838         if (sysctl_numa_balancing_scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
839                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / sysctl_numa_balancing_scan_size;
840         floor = 1000 / windows;
841
842         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
843         return max_t(unsigned int, floor, scan);
844 }
845
846 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
847 {
848         unsigned int smin = task_scan_min(p);
849         unsigned int smax;
850
851         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
852         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
853         return max(smin, smax);
854 }
855
856 static void account_numa_enqueue(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 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
863 {
864         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
865         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
866 }
867
868 struct numa_group {
869         atomic_t refcount;
870
871         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
872         int nr_tasks;
873         pid_t gid;
874         struct list_head task_list;
875
876         struct rcu_head rcu;
877         nodemask_t active_nodes;
878         unsigned long total_faults;
879         /*
880          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
881          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
882          * more by CPU use than by memory faults.
883          */
884         unsigned long *faults_cpu;
885         unsigned long faults[0];
886 };
887
888 /* Shared or private faults. */
889 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
890
891 /* Memory and CPU locality */
892 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
893
894 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
895 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
896
897 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
898 {
899         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
900 }
901
902 static inline int task_faults_idx(int nid, int priv)
903 {
904         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * nid + priv;
905 }
906
907 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
908 {
909         if (!p->numa_faults_memory)
910                 return 0;
911
912         return p->numa_faults_memory[task_faults_idx(nid, 0)] +
913                 p->numa_faults_memory[task_faults_idx(nid, 1)];
914 }
915
916 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
917 {
918         if (!p->numa_group)
919                 return 0;
920
921         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 0)] +
922                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 1)];
923 }
924
925 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
926 {
927         return group->faults_cpu[task_faults_idx(nid, 0)] +
928                 group->faults_cpu[task_faults_idx(nid, 1)];
929 }
930
931 /*
932  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
933  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
934  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
935  * evenly spread out between numa nodes.
936  */
937 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid)
938 {
939         unsigned long total_faults;
940
941         if (!p->numa_faults_memory)
942                 return 0;
943
944         total_faults = p->total_numa_faults;
945
946         if (!total_faults)
947                 return 0;
948
949         return 1000 * task_faults(p, nid) / total_faults;
950 }
951
952 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid)
953 {
954         if (!p->numa_group || !p->numa_group->total_faults)
955                 return 0;
956
957         return 1000 * group_faults(p, nid) / p->numa_group->total_faults;
958 }
959
960 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
961                                 int src_nid, int dst_cpu)
962 {
963         struct numa_group *ng = p->numa_group;
964         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
965         int last_cpupid, this_cpupid;
966
967         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
968
969         /*
970          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
971          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
972          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
973          *
974          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
975          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
976          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
977          *
978          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
979          * same result twice in a row, given these samples are fully
980          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
981          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
982          *
983          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
984          * act on an unlikely task<->page relation.
985          */
986         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
987         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
988                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
989                 return false;
990
991         /* Always allow migrate on private faults */
992         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
993                 return true;
994
995         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
996         if (!ng)
997                 return true;
998
999         /*
1000          * Do not migrate if the destination is not a node that
1001          * is actively used by this numa group.
1002          */
1003         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
1004                 return false;
1005
1006         /*
1007          * Source is a node that is not actively used by this
1008          * numa group, while the destination is. Migrate.
1009          */
1010         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1011                 return true;
1012
1013         /*
1014          * Both source and destination are nodes in active
1015          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1016          * by migrating from more heavily used groups, to less
1017          * heavily used ones, spreading the load around.
1018          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1019          */
1020         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1021 }
1022
1023 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1024 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1025 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1026 static unsigned long power_of(int cpu);
1027 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1028
1029 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1030 struct numa_stats {
1031         unsigned long nr_running;
1032         unsigned long load;
1033
1034         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1035         unsigned long power;
1036
1037         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1038         unsigned long capacity;
1039         int has_capacity;
1040 };
1041
1042 /*
1043  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1044  */
1045 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1046 {
1047         int cpu, cpus = 0;
1048
1049         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1050         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1051                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1052
1053                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1054                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1055                 ns->power += power_of(cpu);
1056
1057                 cpus++;
1058         }
1059
1060         /*
1061          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1062          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1063          * not find this node attractive.
1064          *
1065          * We'll either bail at !has_capacity, or we'll detect a huge imbalance
1066          * and bail there.
1067          */
1068         if (!cpus)
1069                 return;
1070
1071         ns->load = (ns->load * SCHED_POWER_SCALE) / ns->power;
1072         ns->capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(ns->power, SCHED_POWER_SCALE);
1073         ns->has_capacity = (ns->nr_running < ns->capacity);
1074 }
1075
1076 struct task_numa_env {
1077         struct task_struct *p;
1078
1079         int src_cpu, src_nid;
1080         int dst_cpu, dst_nid;
1081
1082         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1083
1084         int imbalance_pct;
1085
1086         struct task_struct *best_task;
1087         long best_imp;
1088         int best_cpu;
1089 };
1090
1091 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1092                              struct task_struct *p, long imp)
1093 {
1094         if (env->best_task)
1095                 put_task_struct(env->best_task);
1096         if (p)
1097                 get_task_struct(p);
1098
1099         env->best_task = p;
1100         env->best_imp = imp;
1101         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1102 }
1103
1104 /*
1105  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1106  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1107  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1108  * be exchanged with the source task
1109  */
1110 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1111                               long taskimp, long groupimp)
1112 {
1113         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1114         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1115         struct task_struct *cur;
1116         long dst_load, src_load;
1117         long load;
1118         long imp = (groupimp > 0) ? groupimp : taskimp;
1119
1120         rcu_read_lock();
1121         cur = ACCESS_ONCE(dst_rq->curr);
1122         if (cur->pid == 0) /* idle */
1123                 cur = NULL;
1124
1125         /*
1126          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1127          * source and destination node. Calculate the total differential for
1128          * the source task and potential destination task. The more negative
1129          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1130          * be incurred if the tasks were swapped.
1131          */
1132         if (cur) {
1133                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1134                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1135                         goto unlock;
1136
1137                 /*
1138                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1139                  * in any group then look only at task weights.
1140                  */
1141                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1142                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid) -
1143                               task_weight(cur, env->dst_nid);
1144                         /*
1145                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1146                          * tasks within a group over tiny differences.
1147                          */
1148                         if (cur->numa_group)
1149                                 imp -= imp/16;
1150                 } else {
1151                         /*
1152                          * Compare the group weights. If a task is all by
1153                          * itself (not part of a group), use the task weight
1154                          * instead.
1155                          */
1156                         if (env->p->numa_group)
1157                                 imp = groupimp;
1158                         else
1159                                 imp = taskimp;
1160
1161                         if (cur->numa_group)
1162                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid) -
1163                                        group_weight(cur, env->dst_nid);
1164                         else
1165                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid) -
1166                                        task_weight(cur, env->dst_nid);
1167                 }
1168         }
1169
1170         if (imp < env->best_imp)
1171                 goto unlock;
1172
1173         if (!cur) {
1174                 /* Is there capacity at our destination? */
1175                 if (env->src_stats.has_capacity &&
1176                     !env->dst_stats.has_capacity)
1177                         goto unlock;
1178
1179                 goto balance;
1180         }
1181
1182         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1183         if (src_rq->nr_running == 1 && dst_rq->nr_running == 1)
1184                 goto assign;
1185
1186         /*
1187          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1188          */
1189 balance:
1190         dst_load = env->dst_stats.load;
1191         src_load = env->src_stats.load;
1192
1193         /* XXX missing power terms */
1194         load = task_h_load(env->p);
1195         dst_load += load;
1196         src_load -= load;
1197
1198         if (cur) {
1199                 load = task_h_load(cur);
1200                 dst_load -= load;
1201                 src_load += load;
1202         }
1203
1204         /* make src_load the smaller */
1205         if (dst_load < src_load)
1206                 swap(dst_load, src_load);
1207
1208         if (src_load * env->imbalance_pct < dst_load * 100)
1209                 goto unlock;
1210
1211 assign:
1212         task_numa_assign(env, cur, imp);
1213 unlock:
1214         rcu_read_unlock();
1215 }
1216
1217 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1218                                 long taskimp, long groupimp)
1219 {
1220         int cpu;
1221
1222         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1223                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1224                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1225                         continue;
1226
1227                 env->dst_cpu = cpu;
1228                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1229         }
1230 }
1231
1232 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1233 {
1234         struct task_numa_env env = {
1235                 .p = p,
1236
1237                 .src_cpu = task_cpu(p),
1238                 .src_nid = task_node(p),
1239
1240                 .imbalance_pct = 112,
1241
1242                 .best_task = NULL,
1243                 .best_imp = 0,
1244                 .best_cpu = -1
1245         };
1246         struct sched_domain *sd;
1247         unsigned long taskweight, groupweight;
1248         int nid, ret;
1249         long taskimp, groupimp;
1250
1251         /*
1252          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1253          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1254          *
1255          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1256          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1257          * to satisfy here.
1258          */
1259         rcu_read_lock();
1260         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1261         if (sd)
1262                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1263         rcu_read_unlock();
1264
1265         /*
1266          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1267          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1268          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1269          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1270          */
1271         if (unlikely(!sd)) {
1272                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1273                 return -EINVAL;
1274         }
1275
1276         taskweight = task_weight(p, env.src_nid);
1277         groupweight = group_weight(p, env.src_nid);
1278         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1279         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1280         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid) - taskweight;
1281         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid) - groupweight;
1282         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1283
1284         /* If the preferred nid has capacity, try to use it. */
1285         if (env.dst_stats.has_capacity)
1286                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1287
1288         /* No space available on the preferred nid. Look elsewhere. */
1289         if (env.best_cpu == -1) {
1290                 for_each_online_node(nid) {
1291                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1292                                 continue;
1293
1294                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1295                         taskimp = task_weight(p, nid) - taskweight;
1296                         groupimp = group_weight(p, nid) - groupweight;
1297                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1298                                 continue;
1299
1300                         env.dst_nid = nid;
1301                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1302                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1303                 }
1304         }
1305
1306         /* No better CPU than the current one was found. */
1307         if (env.best_cpu == -1)
1308                 return -EAGAIN;
1309
1310         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1311
1312         /*
1313          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1314          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1315          */
1316         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1317
1318         if (env.best_task == NULL) {
1319                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1320                 if (ret != 0)
1321                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1322                 return ret;
1323         }
1324
1325         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1326         if (ret != 0)
1327                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1328         put_task_struct(env.best_task);
1329         return ret;
1330 }
1331
1332 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1333 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1334 {
1335         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1336         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults_memory))
1337                 return;
1338
1339         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1340         p->numa_migrate_retry = jiffies + HZ;
1341
1342         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1343         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1344                 return;
1345
1346         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1347         task_numa_migrate(p);
1348 }
1349
1350 /*
1351  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1352  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1353  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1354  * located.
1355  *
1356  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1357  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1358  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1359  * only removed when they drop below 3/16.
1360  */
1361 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1362 {
1363         unsigned long faults, max_faults = 0;
1364         int nid;
1365
1366         for_each_online_node(nid) {
1367                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1368                 if (faults > max_faults)
1369                         max_faults = faults;
1370         }
1371
1372         for_each_online_node(nid) {
1373                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1374                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1375                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1376                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1377                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1378                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1379         }
1380 }
1381
1382 /*
1383  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1384  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1385  * period will be for the next scan window. If local/remote ratio is below
1386  * NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS) the
1387  * scan period will decrease
1388  */
1389 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1390 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 3
1391
1392 /*
1393  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1394  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1395  * the page accesses are shared with other processes.
1396  * Otherwise, decrease the scan period.
1397  */
1398 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1399                         unsigned long shared, unsigned long private)
1400 {
1401         unsigned int period_slot;
1402         int ratio;
1403         int diff;
1404
1405         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1406         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1407
1408         /*
1409          * If there were no record hinting faults then either the task is
1410          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1411          * to automatic numa balancing. Scan slower
1412          */
1413         if (local + shared == 0) {
1414                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1415                         p->numa_scan_period << 1);
1416
1417                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1418                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1419
1420                 return;
1421         }
1422
1423         /*
1424          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1425          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1426          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1427          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1428          */
1429         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1430         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1431         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1432                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1433                 if (!slot)
1434                         slot = 1;
1435                 diff = slot * period_slot;
1436         } else {
1437                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1438
1439                 /*
1440                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1441                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1442                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1443                  * speaking the intent is that there is little point
1444                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1445                  * simply bounce migrations uselessly
1446                  */
1447                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared));
1448                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1449         }
1450
1451         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1452                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1453         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1454 }
1455
1456 /*
1457  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1458  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1459  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1460  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1461  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1462  */
1463 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1464 {
1465         u64 runtime, delta, now;
1466         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1467         now = p->se.exec_start;
1468         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1469
1470         if (p->last_task_numa_placement) {
1471                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1472                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1473         } else {
1474                 delta = p->se.avg.runnable_avg_sum;
1475                 *period = p->se.avg.runnable_avg_period;
1476         }
1477
1478         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1479         p->last_task_numa_placement = now;
1480
1481         return delta;
1482 }
1483
1484 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1485 {
1486         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1487         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1488         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1489         unsigned long total_faults;
1490         u64 runtime, period;
1491         spinlock_t *group_lock = NULL;
1492
1493         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1494         if (p->numa_scan_seq == seq)
1495                 return;
1496         p->numa_scan_seq = seq;
1497         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1498
1499         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1500                        p->numa_faults_locality[1];
1501         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1502
1503         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1504         if (p->numa_group) {
1505                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1506                 spin_lock(group_lock);
1507         }
1508
1509         /* Find the node with the highest number of faults */
1510         for_each_online_node(nid) {
1511                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1512                 int priv, i;
1513
1514                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1515                         long diff, f_diff, f_weight;
1516
1517                         i = task_faults_idx(nid, priv);
1518
1519                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1520                         diff = p->numa_faults_buffer_memory[i] - p->numa_faults_memory[i] / 2;
1521                         fault_types[priv] += p->numa_faults_buffer_memory[i];
1522                         p->numa_faults_buffer_memory[i] = 0;
1523
1524                         /*
1525                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1526                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1527                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1528                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1529                          * faults are less important.
1530                          */
1531                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1532                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults_buffer_cpu[i]) /
1533                                    (total_faults + 1);
1534                         f_diff = f_weight - p->numa_faults_cpu[i] / 2;
1535                         p->numa_faults_buffer_cpu[i] = 0;
1536
1537                         p->numa_faults_memory[i] += diff;
1538                         p->numa_faults_cpu[i] += f_diff;
1539                         faults += p->numa_faults_memory[i];
1540                         p->total_numa_faults += diff;
1541                         if (p->numa_group) {
1542                                 /* safe because we can only change our own group */
1543                                 p->numa_group->faults[i] += diff;
1544                                 p->numa_group->faults_cpu[i] += f_diff;
1545                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1546                                 group_faults += p->numa_group->faults[i];
1547                         }
1548                 }
1549
1550                 if (faults > max_faults) {
1551                         max_faults = faults;
1552                         max_nid = nid;
1553                 }
1554
1555                 if (group_faults > max_group_faults) {
1556                         max_group_faults = group_faults;
1557                         max_group_nid = nid;
1558                 }
1559         }
1560
1561         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1562
1563         if (p->numa_group) {
1564                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1565                 /*
1566                  * If the preferred task and group nids are different,
1567                  * iterate over the nodes again to find the best place.
1568                  */
1569                 if (max_nid != max_group_nid) {
1570                         unsigned long weight, max_weight = 0;
1571
1572                         for_each_online_node(nid) {
1573                                 weight = task_weight(p, nid) + group_weight(p, nid);
1574                                 if (weight > max_weight) {
1575                                         max_weight = weight;
1576                                         max_nid = nid;
1577                                 }
1578                         }
1579                 }
1580
1581                 spin_unlock(group_lock);
1582         }
1583
1584         /* Preferred node as the node with the most faults */
1585         if (max_faults && max_nid != p->numa_preferred_nid) {
1586                 /* Update the preferred nid and migrate task if possible */
1587                 sched_setnuma(p, max_nid);
1588                 numa_migrate_preferred(p);
1589         }
1590 }
1591
1592 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1593 {
1594         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1595 }
1596
1597 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1598 {
1599         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1600                 kfree_rcu(grp, rcu);
1601 }
1602
1603 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1604                         int *priv)
1605 {
1606         struct numa_group *grp, *my_grp;
1607         struct task_struct *tsk;
1608         bool join = false;
1609         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1610         int i;
1611
1612         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1613                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1614                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1615
1616                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1617                 if (!grp)
1618                         return;
1619
1620                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1621                 spin_lock_init(&grp->lock);
1622                 INIT_LIST_HEAD(&grp->task_list);
1623                 grp->gid = p->pid;
1624                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1625                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1626                                                 nr_node_ids;
1627
1628                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1629
1630                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1631                         grp->faults[i] = p->numa_faults_memory[i];
1632
1633                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1634
1635                 list_add(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1636                 grp->nr_tasks++;
1637                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1638         }
1639
1640         rcu_read_lock();
1641         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1642
1643         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1644                 goto no_join;
1645
1646         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1647         if (!grp)
1648                 goto no_join;
1649
1650         my_grp = p->numa_group;
1651         if (grp == my_grp)
1652                 goto no_join;
1653
1654         /*
1655          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1656          * the other task will join us.
1657          */
1658         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1659                 goto no_join;
1660
1661         /*
1662          * Tie-break on the grp address.
1663          */
1664         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1665                 goto no_join;
1666
1667         /* Always join threads in the same process. */
1668         if (tsk->mm == current->mm)
1669                 join = true;
1670
1671         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1672         if (flags & TNF_SHARED)
1673                 join = true;
1674
1675         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1676         *priv = !join;
1677
1678         if (join && !get_numa_group(grp))
1679                 goto no_join;
1680
1681         rcu_read_unlock();
1682
1683         if (!join)
1684                 return;
1685
1686         double_lock(&my_grp->lock, &grp->lock);
1687
1688         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
1689                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1690                 grp->faults[i] += p->numa_faults_memory[i];
1691         }
1692         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1693         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
1694
1695         list_move(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1696         my_grp->nr_tasks--;
1697         grp->nr_tasks++;
1698
1699         spin_unlock(&my_grp->lock);
1700         spin_unlock(&grp->lock);
1701
1702         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1703
1704         put_numa_group(my_grp);
1705         return;
1706
1707 no_join:
1708         rcu_read_unlock();
1709         return;
1710 }
1711
1712 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1713 {
1714         struct numa_group *grp = p->numa_group;
1715         int i;
1716         void *numa_faults = p->numa_faults_memory;
1717
1718         if (grp) {
1719                 spin_lock(&grp->lock);
1720                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1721                         grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1722                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1723
1724                 list_del(&p->numa_entry);
1725                 grp->nr_tasks--;
1726                 spin_unlock(&grp->lock);
1727                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, NULL);
1728                 put_numa_group(grp);
1729         }
1730
1731         p->numa_faults_memory = NULL;
1732         p->numa_faults_buffer_memory = NULL;
1733         p->numa_faults_cpu= NULL;
1734         p->numa_faults_buffer_cpu = NULL;
1735         kfree(numa_faults);
1736 }
1737
1738 /*
1739  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
1740  */
1741 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
1742 {
1743         struct task_struct *p = current;
1744         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
1745         int cpu_node = task_node(current);
1746         int priv;
1747
1748         if (!numabalancing_enabled)
1749                 return;
1750
1751         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
1752         if (!p->mm)
1753                 return;
1754
1755         /* Do not worry about placement if exiting */
1756         if (p->state == TASK_DEAD)
1757                 return;
1758
1759         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
1760         if (unlikely(!p->numa_faults_memory)) {
1761                 int size = sizeof(*p->numa_faults_memory) *
1762                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
1763
1764                 p->numa_faults_memory = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
1765                 if (!p->numa_faults_memory)
1766                         return;
1767
1768                 BUG_ON(p->numa_faults_buffer_memory);
1769                 /*
1770                  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
1771                  * occupy the first half of the array. The second half of the
1772                  * array is for current counters, which are averaged into the
1773                  * first set by task_numa_placement.
1774                  */
1775                 p->numa_faults_cpu = p->numa_faults_memory + (2 * nr_node_ids);
1776                 p->numa_faults_buffer_memory = p->numa_faults_memory + (4 * nr_node_ids);
1777                 p->numa_faults_buffer_cpu = p->numa_faults_memory + (6 * nr_node_ids);
1778                 p->total_numa_faults = 0;
1779                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1780         }
1781
1782         /*
1783          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
1784          * to be private if the accessing pid has not changed
1785          */
1786         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
1787                 priv = 1;
1788         } else {
1789                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
1790                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
1791                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
1792         }
1793
1794         task_numa_placement(p);
1795
1796         /*
1797          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
1798          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
1799          */
1800         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
1801                 numa_migrate_preferred(p);
1802
1803         if (migrated)
1804                 p->numa_pages_migrated += pages;
1805
1806         p->numa_faults_buffer_memory[task_faults_idx(mem_node, priv)] += pages;
1807         p->numa_faults_buffer_cpu[task_faults_idx(cpu_node, priv)] += pages;
1808         p->numa_faults_locality[!!(flags & TNF_FAULT_LOCAL)] += pages;
1809 }
1810
1811 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
1812 {
1813         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
1814         p->mm->numa_scan_offset = 0;
1815 }
1816
1817 /*
1818  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
1819  * Triggered from task_tick_numa().
1820  */
1821 void task_numa_work(struct callback_head *work)
1822 {
1823         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
1824         struct task_struct *p = current;
1825         struct mm_struct *mm = p->mm;
1826         struct vm_area_struct *vma;
1827         unsigned long start, end;
1828         unsigned long nr_pte_updates = 0;
1829         long pages;
1830
1831         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
1832
1833         work->next = work; /* protect against double add */
1834         /*
1835          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
1836          *
1837          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
1838          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
1839          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
1840          * work.
1841          */
1842         if (p->flags & PF_EXITING)
1843                 return;
1844
1845         if (!mm->numa_next_scan) {
1846                 mm->numa_next_scan = now +
1847                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1848         }
1849
1850         /*
1851          * Enforce maximal scan/migration frequency..
1852          */
1853         migrate = mm->numa_next_scan;
1854         if (time_before(now, migrate))
1855                 return;
1856
1857         if (p->numa_scan_period == 0) {
1858                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1859                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1860         }
1861
1862         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1863         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
1864                 return;
1865
1866         /*
1867          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
1868          * the next time around.
1869          */
1870         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
1871
1872         start = mm->numa_scan_offset;
1873         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
1874         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
1875         if (!pages)
1876                 return;
1877
1878         down_read(&mm->mmap_sem);
1879         vma = find_vma(mm, start);
1880         if (!vma) {
1881                 reset_ptenuma_scan(p);
1882                 start = 0;
1883                 vma = mm->mmap;
1884         }
1885         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
1886                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(p, vma))
1887                         continue;
1888
1889                 /*
1890                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
1891                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
1892                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
1893                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
1894                  */
1895                 if (!vma->vm_mm ||
1896                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
1897                         continue;
1898
1899                 /*
1900                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
1901                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
1902                  */
1903                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
1904                         continue;
1905
1906                 do {
1907                         start = max(start, vma->vm_start);
1908                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
1909                         end = min(end, vma->vm_end);
1910                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
1911
1912                         /*
1913                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
1914                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
1915                          * address space is quickly skipped.
1916                          */
1917                         if (nr_pte_updates)
1918                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
1919
1920                         start = end;
1921                         if (pages <= 0)
1922                                 goto out;
1923                 } while (end != vma->vm_end);
1924         }
1925
1926 out:
1927         /*
1928          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
1929          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
1930          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
1931          * scanner to the start so check it now.
1932          */
1933         if (vma)
1934                 mm->numa_scan_offset = start;
1935         else
1936                 reset_ptenuma_scan(p);
1937         up_read(&mm->mmap_sem);
1938 }
1939
1940 /*
1941  * Drive the periodic memory faults..
1942  */
1943 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1944 {
1945         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1946         u64 period, now;
1947
1948         /*
1949          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
1950          */
1951         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
1952                 return;
1953
1954         /*
1955          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
1956          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
1957          * task needs to have done some actual work before we bother with
1958          * NUMA placement.
1959          */
1960         now = curr->se.sum_exec_runtime;
1961         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
1962
1963         if (now - curr->node_stamp > period) {
1964                 if (!curr->node_stamp)
1965                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
1966                 curr->node_stamp += period;
1967
1968                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
1969                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
1970                         task_work_add(curr, work, true);
1971                 }
1972         }
1973 }
1974 #else
1975 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1976 {
1977 }
1978
1979 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1980 {
1981 }
1982
1983 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1984 {
1985 }
1986 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1987
1988 static void
1989 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1990 {
1991         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1992         if (!parent_entity(se))
1993                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1994 #ifdef CONFIG_SMP
1995         if (entity_is_task(se)) {
1996                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1997
1998                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
1999                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2000         }
2001 #endif
2002         cfs_rq->nr_running++;
2003 }
2004
2005 static void
2006 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2007 {
2008         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2009         if (!parent_entity(se))
2010                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2011         if (entity_is_task(se)) {
2012                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2013                 list_del_init(&se->group_node);
2014         }
2015         cfs_rq->nr_running--;
2016 }
2017
2018 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2019 # ifdef CONFIG_SMP
2020 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2021 {
2022         long tg_weight;
2023
2024         /*
2025          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
2026          * to gain a more accurate current total weight. See
2027          * update_cfs_rq_load_contribution().
2028          */
2029         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2030         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2031         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2032
2033         return tg_weight;
2034 }
2035
2036 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2037 {
2038         long tg_weight, load, shares;
2039
2040         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2041         load = cfs_rq->load.weight;
2042
2043         shares = (tg->shares * load);
2044         if (tg_weight)
2045                 shares /= tg_weight;
2046
2047         if (shares < MIN_SHARES)
2048                 shares = MIN_SHARES;
2049         if (shares > tg->shares)
2050                 shares = tg->shares;
2051
2052         return shares;
2053 }
2054 # else /* CONFIG_SMP */
2055 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2056 {
2057         return tg->shares;
2058 }
2059 # endif /* CONFIG_SMP */
2060 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2061                             unsigned long weight)
2062 {
2063         if (se->on_rq) {
2064                 /* commit outstanding execution time */
2065                 if (cfs_rq->curr == se)
2066                         update_curr(cfs_rq);
2067                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2068         }
2069
2070         update_load_set(&se->load, weight);
2071
2072         if (se->on_rq)
2073                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2074 }
2075
2076 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2077
2078 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2079 {
2080         struct task_group *tg;
2081         struct sched_entity *se;
2082         long shares;
2083
2084         tg = cfs_rq->tg;
2085         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2086         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2087                 return;
2088 #ifndef CONFIG_SMP
2089         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2090                 return;
2091 #endif
2092         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2093
2094         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2095 }
2096 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2097 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2098 {
2099 }
2100 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2101
2102 #ifdef CONFIG_SMP
2103 /*
2104  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
2105  * Note: The tables below are dependent on this value.
2106  */
2107 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
2108 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
2109 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
2110
2111 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2112 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2113         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2114         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2115         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2116         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2117         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2118         0x85aac367, 0x82cd8698,
2119 };
2120
2121 /*
2122  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2123  * over-estimates when re-combining.
2124  */
2125 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2126             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2127          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2128         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2129 };
2130
2131 /*
2132  * Approximate:
2133  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2134  */
2135 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2136 {
2137         unsigned int local_n;
2138
2139         if (!n)
2140                 return val;
2141         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2142                 return 0;
2143
2144         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2145         local_n = n;
2146
2147         /*
2148          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2149          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
2150          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
2151          *
2152          * To achieve constant time decay_load.
2153          */
2154         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2155                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2156                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2157         }
2158
2159         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
2160         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
2161         return val >> 32;
2162 }
2163
2164 /*
2165  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2166  * average will be: \Sum 1024*y^n
2167  *
2168  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2169  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2170  */
2171 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2172 {
2173         u32 contrib = 0;
2174
2175         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2176                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2177         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2178                 return LOAD_AVG_MAX;
2179
2180         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2181         do {
2182                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2183                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2184
2185                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2186         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2187
2188         contrib = decay_load(contrib, n);
2189         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2190 }
2191
2192 /*
2193  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2194  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2195  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2196  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2197  *
2198  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2199  *      p0            p1           p2
2200  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2201  *
2202  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2203  *
2204  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2205  * following representation of historical load:
2206  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2207  *
2208  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2209  *   y^32 = 0.5
2210  *
2211  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2212  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2213  * (u_0).
2214  *
2215  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2216  * sum again by y is sufficient to update:
2217  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2218  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2219  */
2220 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
2221                                                         struct sched_avg *sa,
2222                                                         int runnable)
2223 {
2224         u64 delta, periods;
2225         u32 runnable_contrib;
2226         int delta_w, decayed = 0;
2227
2228         delta = now - sa->last_runnable_update;
2229         /*
2230          * This should only happen when time goes backwards, which it
2231          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2232          */
2233         if ((s64)delta < 0) {
2234                 sa->last_runnable_update = now;
2235                 return 0;
2236         }
2237
2238         /*
2239          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2240          * approximation of 1us and fast to compute.
2241          */
2242         delta >>= 10;
2243         if (!delta)
2244                 return 0;
2245         sa->last_runnable_update = now;
2246
2247         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2248         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
2249         if (delta + delta_w >= 1024) {
2250                 /* period roll-over */
2251                 decayed = 1;
2252
2253                 /*
2254                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2255                  * out how much from delta we need to complete the current
2256                  * period and accrue it.
2257                  */
2258                 delta_w = 1024 - delta_w;
2259                 if (runnable)
2260                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2261                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
2262
2263                 delta -= delta_w;
2264
2265                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2266                 periods = delta / 1024;
2267                 delta %= 1024;
2268
2269                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2270                                                   periods + 1);
2271                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
2272                                                      periods + 1);
2273
2274                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2275                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2276                 if (runnable)
2277                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2278                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
2279         }
2280
2281         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2282         if (runnable)
2283                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2284         sa->runnable_avg_period += delta;
2285
2286         return decayed;
2287 }
2288
2289 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2290 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2291 {
2292         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2293         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2294
2295         decays -= se->avg.decay_count;
2296         if (!decays)
2297                 return 0;
2298
2299         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2300         se->avg.decay_count = 0;
2301
2302         return decays;
2303 }
2304
2305 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2306 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2307                                                  int force_update)
2308 {
2309         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2310         long tg_contrib;
2311
2312         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2313         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2314
2315         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2316                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2317                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2318         }
2319 }
2320
2321 /*
2322  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2323  * representation for computing load contributions.
2324  */
2325 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2326                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2327 {
2328         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2329         long contrib;
2330
2331         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2332         contrib = div_u64((u64)sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2333                           sa->runnable_avg_period + 1);
2334         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2335
2336         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2337                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2338                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2339         }
2340 }
2341
2342 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2343 {
2344         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2345         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2346         int runnable_avg;
2347
2348         u64 contrib;
2349
2350         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2351         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2352                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2353
2354         /*
2355          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2356          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2357          * load as a task of equal weight.
2358          *
2359          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2360          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2361          * lower-bound on the true value.
2362          *
2363          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2364          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2365          * understating by the aggregate of their overlap.
2366          *
2367          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2368          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2369          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2370          *
2371          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2372          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2373          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2374          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2375          * our upper bound of 1-cpu.
2376          */
2377         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2378         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2379                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2380                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2381         }
2382 }
2383 #else
2384 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2385                                                  int force_update) {}
2386 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2387                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2388 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2389 #endif
2390
2391 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2392 {
2393         u32 contrib;
2394
2395         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2396         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2397         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2398         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2399 }
2400
2401 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2402 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2403 {
2404         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2405
2406         if (entity_is_task(se)) {
2407                 __update_task_entity_contrib(se);
2408         } else {
2409                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2410                 __update_group_entity_contrib(se);
2411         }
2412
2413         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2414 }
2415
2416 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2417                                                  long load_contrib)
2418 {
2419         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2420                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2421         else
2422                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2423 }
2424
2425 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2426
2427 /* Update a sched_entity's runnable average */
2428 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2429                                           int update_cfs_rq)
2430 {
2431         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2432         long contrib_delta;
2433         u64 now;
2434
2435         /*
2436          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2437          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2438          */
2439         if (entity_is_task(se))
2440                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2441         else
2442                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2443
2444         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2445                 return;
2446
2447         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2448
2449         if (!update_cfs_rq)
2450                 return;
2451
2452         if (se->on_rq)
2453                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2454         else
2455                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2456 }
2457
2458 /*
2459  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2460  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2461  */
2462 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2463 {
2464         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2465         u64 decays;
2466
2467         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2468         if (!decays && !force_update)
2469                 return;
2470
2471         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2472                 unsigned long removed_load;
2473                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2474                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2475         }
2476
2477         if (decays) {
2478                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2479                                                       decays);
2480                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2481                 cfs_rq->last_decay = now;
2482         }
2483
2484         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2485 }
2486
2487 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2488 {
2489         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2490         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2491 }
2492
2493 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2494 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2495                                                   struct sched_entity *se,
2496                                                   int wakeup)
2497 {
2498         /*
2499          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2500          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2501          * accumulated while sleeping.
2502          *
2503          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2504          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2505          * constructed load_avg_contrib.
2506          */
2507         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2508                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2509                 if (se->avg.decay_count) {
2510                         /*
2511                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2512                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2513                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2514                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2515                          * approximate this using our carried decays, which are
2516                          * explicitly atomically readable.
2517                          */
2518                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2519                                                         << 20;
2520                         update_entity_load_avg(se, 0);
2521                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2522                         se->avg.decay_count = 0;
2523                 }
2524                 wakeup = 0;
2525         } else {
2526                 __synchronize_entity_decay(se);
2527         }
2528
2529         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2530         if (wakeup) {
2531                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2532                 update_entity_load_avg(se, 0);
2533         }
2534
2535         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2536         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2537         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2538 }
2539
2540 /*
2541  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2542  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2543  * blocked_load_avg.
2544  */
2545 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2546                                                   struct sched_entity *se,
2547                                                   int sleep)
2548 {
2549         update_entity_load_avg(se, 1);
2550         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2551         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2552
2553         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2554         if (sleep) {
2555                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2556                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2557         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2558 }
2559
2560 /*
2561  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2562  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2563  * be the only way to update the runnable statistic.
2564  */
2565 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2566 {
2567         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2568 }
2569
2570 /*
2571  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2572  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2573  * be the only way to update the runnable statistic.
2574  */
2575 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2576 {
2577         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2578 }
2579
2580 #else
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 #endif
2593
2594 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2595 {
2596 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2597         struct task_struct *tsk = NULL;
2598
2599         if (entity_is_task(se))
2600                 tsk = task_of(se);
2601
2602         if (se->statistics.sleep_start) {
2603                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2604
2605                 if ((s64)delta < 0)
2606                         delta = 0;
2607
2608                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2609                         se->statistics.sleep_max = delta;
2610
2611                 se->statistics.sleep_start = 0;
2612                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2613
2614                 if (tsk) {
2615                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2616                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2617                 }
2618         }
2619         if (se->statistics.block_start) {
2620                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2621
2622                 if ((s64)delta < 0)
2623                         delta = 0;
2624
2625                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2626                         se->statistics.block_max = delta;
2627
2628                 se->statistics.block_start = 0;
2629                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2630
2631                 if (tsk) {
2632                         if (tsk->in_iowait) {
2633                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2634                                 se->statistics.iowait_count++;
2635                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2636                         }
2637
2638                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2639
2640                         /*
2641                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2642                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2643                          * amount of time that the task spent sleeping:
2644                          */
2645                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2646                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2647                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2648                                                 delta >> 20);
2649                         }
2650                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2651                 }
2652         }
2653 #endif
2654 }
2655
2656 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2657 {
2658 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2659         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2660
2661         if (d < 0)
2662                 d = -d;
2663
2664         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2665                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2666 #endif
2667 }
2668
2669 static void
2670 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2671 {
2672         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2673
2674         /*
2675          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2676          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2677          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2678          * stays open at the end.
2679          */
2680         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2681                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2682
2683         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2684         if (!initial) {
2685                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2686
2687                 /*
2688                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2689                  * for a gentler effect of sleepers:
2690                  */
2691                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2692                         thresh >>= 1;
2693
2694                 vruntime -= thresh;
2695         }
2696
2697         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2698         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2699 }
2700
2701 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2702
2703 static void
2704 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2705 {
2706         /*
2707          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2708          * through calling update_curr().
2709          */
2710         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2711                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2712
2713         /*
2714          * Update run-time statistics of the 'current'.
2715          */
2716         update_curr(cfs_rq);
2717         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2718         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2719         update_cfs_shares(cfs_rq);
2720
2721         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2722                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2723                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
2724         }
2725
2726         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
2727         check_spread(cfs_rq, se);
2728         if (se != cfs_rq->curr)
2729                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
2730         se->on_rq = 1;
2731
2732         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
2733                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
2734                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
2735         }
2736 }
2737
2738 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
2739 {
2740         for_each_sched_entity(se) {
2741                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2742                 if (cfs_rq->last == se)
2743                         cfs_rq->last = NULL;
2744                 else
2745                         break;
2746         }
2747 }
2748
2749 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
2750 {
2751         for_each_sched_entity(se) {
2752                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2753                 if (cfs_rq->next == se)
2754                         cfs_rq->next = NULL;
2755                 else
2756                         break;
2757         }
2758 }
2759
2760 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
2761 {
2762         for_each_sched_entity(se) {
2763                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2764                 if (cfs_rq->skip == se)
2765                         cfs_rq->skip = NULL;
2766                 else
2767                         break;
2768         }
2769 }
2770
2771 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2772 {
2773         if (cfs_rq->last == se)
2774                 __clear_buddies_last(se);
2775
2776         if (cfs_rq->next == se)
2777                 __clear_buddies_next(se);
2778
2779         if (cfs_rq->skip == se)
2780                 __clear_buddies_skip(se);
2781 }
2782
2783 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2784
2785 static void
2786 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2787 {
2788         /*
2789          * Update run-time statistics of the 'current'.
2790          */
2791         update_curr(cfs_rq);
2792         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2793
2794         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
2795         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
2796 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2797                 if (entity_is_task(se)) {
2798                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
2799
2800                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
2801                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2802                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
2803                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2804                 }
2805 #endif
2806         }
2807
2808         clear_buddies(cfs_rq, se);
2809
2810         if (se != cfs_rq->curr)
2811                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2812         se->on_rq = 0;
2813         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2814
2815         /*
2816          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
2817          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
2818          * movement in our normalized position.
2819          */
2820         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
2821                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
2822
2823         /* return excess runtime on last dequeue */
2824         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2825
2826         update_min_vruntime(cfs_rq);
2827         update_cfs_shares(cfs_rq);
2828 }
2829
2830 /*
2831  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2832  */
2833 static void
2834 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2835 {
2836         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
2837         struct sched_entity *se;
2838         s64 delta;
2839
2840         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
2841         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
2842         if (delta_exec > ideal_runtime) {
2843                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2844                 /*
2845                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
2846                  * re-elected due to buddy favours.
2847                  */
2848                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
2849                 return;
2850         }
2851
2852         /*
2853          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
2854          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
2855          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
2856          */
2857         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
2858                 return;
2859
2860         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2861         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
2862
2863         if (delta < 0)
2864                 return;
2865
2866         if (delta > ideal_runtime)
2867                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2868 }
2869
2870 static void
2871 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2872 {
2873         /* 'current' is not kept within the tree. */
2874         if (se->on_rq) {
2875                 /*
2876                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
2877                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
2878                  * runqueue.
2879                  */
2880                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
2881                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2882         }
2883
2884         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
2885         cfs_rq->curr = se;
2886 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2887         /*
2888          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
2889          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
2890          * when there are only lesser-weight tasks around):
2891          */
2892         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
2893                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
2894                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
2895         }
2896 #endif
2897         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
2898 }
2899
2900 static int
2901 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
2902
2903 /*
2904  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
2905  * 1) keep things fair between processes/task groups
2906  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
2907  * 3) pick the "last" process, for cache locality
2908  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
2909  */
2910 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
2911 {
2912         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2913         struct sched_entity *left = se;
2914
2915         /*
2916          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
2917          * be done without getting too unfair.
2918          */
2919         if (cfs_rq->skip == se) {
2920                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
2921                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
2922                         se = second;
2923         }
2924
2925         /*
2926          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
2927          */
2928         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
2929                 se = cfs_rq->last;
2930
2931         /*
2932          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
2933          */
2934         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
2935                 se = cfs_rq->next;
2936
2937         clear_buddies(cfs_rq, se);
2938
2939         return se;
2940 }
2941
2942 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2943
2944 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
2945 {
2946         /*
2947          * If still on the runqueue then deactivate_task()
2948          * was not called and update_curr() has to be done:
2949          */
2950         if (prev->on_rq)
2951                 update_curr(cfs_rq);
2952
2953         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
2954         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2955
2956         check_spread(cfs_rq, prev);
2957         if (prev->on_rq) {
2958                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
2959                 /* Put 'current' back into the tree. */
2960                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
2961                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
2962                 update_entity_load_avg(prev, 1);
2963         }
2964         cfs_rq->curr = NULL;
2965 }
2966
2967 static void
2968 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
2969 {
2970         /*
2971          * Update run-time statistics of the 'current'.
2972          */
2973         update_curr(cfs_rq);
2974
2975         /*
2976          * Ensure that runnable average is periodically updated.
2977          */
2978         update_entity_load_avg(curr, 1);
2979         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
2980         update_cfs_shares(cfs_rq);
2981
2982 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2983         /*
2984          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
2985          * validating it and just reschedule.
2986          */
2987         if (queued) {
2988                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2989                 return;
2990         }
2991         /*
2992          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
2993          */
2994         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
2995                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
2996                 return;
2997 #endif
2998
2999         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3000                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3001 }
3002
3003
3004 /**************************************************
3005  * CFS bandwidth control machinery
3006  */
3007
3008 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3009
3010 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3011 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3012
3013 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3014 {
3015         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3016 }
3017
3018 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3019 {
3020         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3021 }
3022
3023 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3024 {
3025         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3026 }
3027 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3028 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3029 {
3030         return true;
3031 }
3032
3033 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3034 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3035 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3036
3037 /*
3038  * default period for cfs group bandwidth.
3039  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3040  */
3041 static inline u64 default_cfs_period(void)
3042 {
3043         return 100000000ULL;
3044 }
3045
3046 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3047 {
3048         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3049 }
3050
3051 /*
3052  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3053  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3054  * additional synchronization around rq->lock.
3055  *
3056  * requires cfs_b->lock
3057  */
3058 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3059 {
3060         u64 now;
3061
3062         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3063                 return;
3064
3065         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3066         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3067         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3068 }
3069
3070 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3071 {
3072         return &tg->cfs_bandwidth;
3073 }
3074
3075 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3076 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3077 {
3078         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3079                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3080
3081         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3082 }
3083
3084 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3085 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3086 {
3087         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3088         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3089         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3090
3091         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3092         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3093
3094         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3095         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3096                 amount = min_amount;
3097         else {
3098                 /*
3099                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
3100                  * period must have elapsed since the last consumption.
3101                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
3102                  * active.
3103                  */
3104                 if (!cfs_b->timer_active) {
3105                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3106                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3107                 }
3108
3109                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3110                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3111                         cfs_b->runtime -= amount;
3112                         cfs_b->idle = 0;
3113                 }
3114         }
3115         expires = cfs_b->runtime_expires;
3116         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3117
3118         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3119         /*
3120          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3121          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3122          * issued.
3123          */
3124         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3125                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3126
3127         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3128 }
3129
3130 /*
3131  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3132  * fact that rq->clock snapshots this value.
3133  */
3134 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3135 {
3136         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3137
3138         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3139         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3140                 return;
3141
3142         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3143                 return;
3144
3145         /*
3146          * If the local deadline has passed we have to consider the
3147          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3148          * has not truly expired.
3149          *
3150          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3151          * whether the global deadline has advanced.
3152          */
3153
3154         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
3155                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3156                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3157         } else {
3158                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3159                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3160         }
3161 }
3162
3163 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3164 {
3165         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3166         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3167         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3168
3169         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3170                 return;
3171
3172         /*
3173          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3174          * hierarchy can be throttled
3175          */
3176         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3177                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3178 }
3179
3180 static __always_inline
3181 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3182 {
3183         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3184                 return;
3185
3186         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3187 }
3188
3189 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3190 {
3191         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3192 }
3193
3194 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3195 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3196 {
3197         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3198 }
3199
3200 /*
3201  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3202  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3203  * load-balance operations.
3204  */
3205 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3206                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3207 {
3208         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3209
3210         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3211         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3212
3213         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3214                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3215 }
3216
3217 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3218 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3219 {
3220         struct rq *rq = data;
3221         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3222
3223         cfs_rq->throttle_count--;
3224 #ifdef CONFIG_SMP
3225         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3226                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3227                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3228                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3229         }
3230 #endif
3231
3232         return 0;
3233 }
3234
3235 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3236 {
3237         struct rq *rq = data;
3238         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3239
3240         /* group is entering throttled state, stop time */
3241         if (!cfs_rq->throttle_count)
3242                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3243         cfs_rq->throttle_count++;
3244
3245         return 0;
3246 }
3247
3248 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3249 {
3250         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3251         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3252         struct sched_entity *se;
3253         long task_delta, dequeue = 1;
3254
3255         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3256
3257         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3258         rcu_read_lock();
3259         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3260         rcu_read_unlock();
3261
3262         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3263         for_each_sched_entity(se) {
3264                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3265                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3266                 if (!se->on_rq)
3267                         break;
3268
3269                 if (dequeue)
3270                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3271                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3272
3273                 if (qcfs_rq->load.weight)
3274                         dequeue = 0;
3275         }
3276
3277         if (!se)
3278                 rq->nr_running -= task_delta;
3279
3280         cfs_rq->throttled = 1;
3281         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3282         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3283         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3284         if (!cfs_b->timer_active)
3285                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3286         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3287 }
3288
3289 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3290 {
3291         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3292         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3293         struct sched_entity *se;
3294         int enqueue = 1;
3295         long task_delta;
3296
3297         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3298
3299         cfs_rq->throttled = 0;
3300
3301         update_rq_clock(rq);
3302
3303         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3304         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3305         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3306         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3307
3308         /* update hierarchical throttle state */
3309         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3310
3311         if (!cfs_rq->load.weight)
3312                 return;
3313
3314         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3315         for_each_sched_entity(se) {
3316                 if (se->on_rq)
3317                         enqueue = 0;
3318
3319                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3320                 if (enqueue)
3321                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3322                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3323
3324                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3325                         break;
3326         }
3327
3328         if (!se)
3329                 rq->nr_running += task_delta;
3330
3331         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3332         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3333                 resched_task(rq->curr);
3334 }
3335
3336 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3337                 u64 remaining, u64 expires)
3338 {
3339         struct cfs_rq *cfs_rq;
3340         u64 runtime = remaining;
3341
3342         rcu_read_lock();
3343         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3344                                 throttled_list) {
3345                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3346
3347                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3348                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3349                         goto next;
3350
3351                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3352                 if (runtime > remaining)
3353                         runtime = remaining;
3354                 remaining -= runtime;
3355
3356                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3357                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3358
3359                 /* we check whether we're throttled above */
3360                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3361                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3362
3363 next:
3364                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3365
3366                 if (!remaining)
3367                         break;
3368         }
3369         rcu_read_unlock();
3370
3371         return remaining;
3372 }
3373
3374 /*
3375  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3376  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3377  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3378  * used to track this state.
3379  */
3380 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3381 {
3382         u64 runtime, runtime_expires;
3383         int idle = 1, throttled;
3384
3385         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3386         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3387         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3388                 goto out_unlock;
3389
3390         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3391         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
3392         idle = cfs_b->idle && !throttled;
3393         cfs_b->nr_periods += overrun;
3394
3395         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
3396         if (idle)
3397                 goto out_unlock;
3398
3399         /*
3400          * if we have relooped after returning idle once, we need to update our
3401          * status as actually running, so that other cpus doing
3402          * __start_cfs_bandwidth will stop trying to cancel us.
3403          */
3404         cfs_b->timer_active = 1;
3405
3406         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3407
3408         if (!throttled) {
3409                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3410                 cfs_b->idle = 1;
3411                 goto out_unlock;
3412         }
3413
3414         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3415         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3416
3417         /*
3418          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
3419          * to unthrottle them before making it generally available.  This
3420          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
3421          * allowed to run.
3422          */
3423         runtime = cfs_b->runtime;
3424         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3425         cfs_b->runtime = 0;
3426
3427         /*
3428          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
3429          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
3430          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
3431          */
3432         while (throttled && runtime > 0) {
3433                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3434                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3435                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3436                                                  runtime_expires);
3437                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3438
3439                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3440         }
3441
3442         /* return (any) remaining runtime */
3443         cfs_b->runtime = runtime;
3444         /*
3445          * While we are ensured activity in the period following an
3446          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3447          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3448          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3449          */
3450         cfs_b->idle = 0;
3451 out_unlock:
3452         if (idle)
3453                 cfs_b->timer_active = 0;
3454         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3455
3456         return idle;
3457 }
3458
3459 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3460 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3461 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3462 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3463 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3464 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3465
3466 /*
3467  * Are we near the end of the current quota period?
3468  *
3469  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3470  * hrtimer base being cleared by __hrtimer_start_range_ns. In the case of
3471  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3472  */
3473 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3474 {
3475         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3476         u64 remaining;
3477
3478         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3479         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3480                 return 1;
3481
3482         /* is a quota refresh about to occur? */
3483         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3484         if (remaining < min_expire)
3485                 return 1;
3486
3487         return 0;
3488 }
3489
3490 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3491 {
3492         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3493
3494         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3495         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3496                 return;
3497
3498         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3499                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3500 }
3501
3502 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3503 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3504 {
3505         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3506         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3507
3508         if (slack_runtime <= 0)
3509                 return;
3510
3511         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3512         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3513             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3514                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3515
3516                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3517                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3518                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3519                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3520         }
3521         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3522
3523         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3524         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3525 }
3526
3527 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3528 {
3529         if (!cfs_bandwidth_used())
3530                 return;
3531
3532         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3533                 return;
3534
3535         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3536 }
3537
3538 /*
3539  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3540  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3541  */
3542 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3543 {
3544         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3545         u64 expires;
3546
3547         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3548         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3549         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3550                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3551                 return;
3552         }
3553
3554         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
3555                 runtime = cfs_b->runtime;
3556                 cfs_b->runtime = 0;
3557         }
3558         expires = cfs_b->runtime_expires;
3559         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3560
3561         if (!runtime)
3562                 return;
3563
3564         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3565
3566         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3567         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3568                 cfs_b->runtime = runtime;
3569         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3570 }
3571
3572 /*
3573  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3574  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3575  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3576  */
3577 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3578 {
3579         if (!cfs_bandwidth_used())
3580                 return;
3581
3582         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3583         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3584                 return;
3585
3586         /* ensure the group is not already throttled */
3587         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3588                 return;
3589
3590         /* update runtime allocation */
3591         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3592         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3593                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3594 }
3595
3596 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3597 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3598 {
3599         if (!cfs_bandwidth_used())
3600                 return;
3601
3602         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3603                 return;
3604
3605         /*
3606          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3607          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3608          */
3609         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3610                 return;
3611
3612         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3613 }
3614
3615 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3616 {
3617         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3618                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3619         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3620
3621         return HRTIMER_NORESTART;
3622 }
3623
3624 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3625 {
3626         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3627                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3628         ktime_t now;
3629         int overrun;
3630         int idle = 0;
3631
3632         for (;;) {
3633                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3634                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3635
3636                 if (!overrun)
3637                         break;
3638
3639                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3640         }
3641
3642         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3643 }
3644
3645 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3646 {
3647         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3648         cfs_b->runtime = 0;
3649         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3650         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3651
3652         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3653         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3654         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3655         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3656         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3657 }
3658
3659 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3660 {
3661         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3662         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3663 }
3664
3665 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3666 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3667 {
3668         /*
3669          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3670          * period or because we're racing with the tear-down path
3671          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3672          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3673          */
3674         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer)) &&
3675                hrtimer_try_to_cancel(&cfs_b->period_timer) < 0) {
3676                 /* bounce the lock to allow do_sched_cfs_period_timer to run */
3677                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3678                 cpu_relax();
3679                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3680                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3681                 if (cfs_b->timer_active)
3682                         return;
3683         }
3684
3685         cfs_b->timer_active = 1;
3686         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3687 }
3688
3689 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3690 {
3691         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3692         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3693 }
3694
3695 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
3696 {
3697         struct cfs_rq *cfs_rq;
3698
3699         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3700                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3701
3702                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
3703                         continue;
3704
3705                 /*
3706                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
3707                  * there's some valid quota amount
3708                  */
3709                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
3710                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3711                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3712         }
3713 }
3714
3715 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3716 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3717 {
3718         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
3719 }
3720
3721 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
3722 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3723 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3724 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3725
3726 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3727 {
3728         return 0;
3729 }
3730
3731 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3732 {
3733         return 0;
3734 }
3735
3736 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3737                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3738 {
3739         return 0;
3740 }
3741
3742 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3743
3744 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3745 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3746 #endif
3747
3748 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3749 {
3750         return NULL;
3751 }
3752 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3753 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
3754
3755 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3756
3757 /**************************************************
3758  * CFS operations on tasks:
3759  */
3760
3761 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3762 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3763 {
3764         struct sched_entity *se = &p->se;
3765         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3766
3767         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
3768
3769         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
3770                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
3771                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
3772                 s64 delta = slice - ran;
3773
3774                 if (delta < 0) {
3775                         if (rq->curr == p)
3776                                 resched_task(p);
3777                         return;
3778                 }
3779
3780                 /*
3781                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
3782                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
3783                  */
3784                 if (rq->curr != p)
3785                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
3786
3787                 hrtick_start(rq, delta);
3788         }
3789 }
3790
3791 /*
3792  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
3793  * current task is from our class and nr_running is low enough
3794  * to matter.
3795  */
3796 static void hrtick_update(struct rq *rq)
3797 {
3798         struct task_struct *curr = rq->curr;
3799
3800         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
3801                 return;
3802
3803         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
3804                 hrtick_start_fair(rq, curr);
3805 }
3806 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
3807 static inline void
3808 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3809 {
3810 }
3811
3812 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
3813 {
3814 }
3815 #endif
3816
3817 /*
3818  * The enqueue_task method is called before nr_running is
3819  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
3820  * then put the task into the rbtree:
3821  */
3822 static void
3823 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3824 {
3825         struct cfs_rq *cfs_rq;
3826         struct sched_entity *se = &p->se;
3827
3828         for_each_sched_entity(se) {
3829                 if (se->on_rq)
3830                         break;
3831                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3832                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
3833
3834                 /*
3835                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3836                  *
3837                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3838                  * post the final h_nr_running increment below.
3839                 */
3840                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3841                         break;
3842                 cfs_rq->h_nr_running++;
3843
3844                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
3845         }
3846
3847         for_each_sched_entity(se) {
3848                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3849                 cfs_rq->h_nr_running++;
3850
3851                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3852                         break;
3853
3854                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3855                 update_entity_load_avg(se, 1);
3856         }
3857
3858         if (!se) {
3859                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3860                 inc_nr_running(rq);
3861         }
3862         hrtick_update(rq);
3863 }
3864
3865 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
3866
3867 /*
3868  * The dequeue_task method is called before nr_running is
3869  * decreased. We remove the task from the rbtree and
3870  * update the fair scheduling stats:
3871  */
3872 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3873 {
3874         struct cfs_rq *cfs_rq;
3875         struct sched_entity *se = &p->se;
3876         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
3877
3878         for_each_sched_entity(se) {
3879                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3880                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
3881
3882                 /*
3883                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3884                  *
3885                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3886                  * post the final h_nr_running decrement below.
3887                 */
3888                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3889                         break;
3890                 cfs_rq->h_nr_running--;
3891
3892                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
3893                 if (cfs_rq->load.weight) {
3894                         /*
3895                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
3896                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
3897                          */
3898                         if (task_sleep && parent_entity(se))
3899                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
3900
3901                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
3902                         se = parent_entity(se);
3903                         break;
3904                 }
3905                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
3906         }
3907
3908         for_each_sched_entity(se) {
3909                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3910                 cfs_rq->h_nr_running--;
3911
3912                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3913                         break;
3914
3915                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3916                 update_entity_load_avg(se, 1);
3917         }
3918
3919         if (!se) {
3920                 dec_nr_running(rq);
3921                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
3922         }
3923         hrtick_update(rq);
3924 }
3925
3926 #ifdef CONFIG_SMP
3927 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
3928 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
3929 {
3930         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
3931 }
3932
3933 /*
3934  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
3935  * according to the scheduling class and "nice" value.
3936  *
3937  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
3938  * balance conservatively.
3939  */
3940 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
3941 {
3942         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3943         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3944
3945         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3946                 return total;
3947
3948         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
3949 }
3950
3951 /*
3952  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
3953  * according to the scheduling class and "nice" value.
3954  */
3955 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
3956 {
3957         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3958         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3959
3960         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3961                 return total;
3962
3963         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
3964 }
3965
3966 static unsigned long power_of(int cpu)
3967 {
3968         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
3969 }
3970
3971 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
3972 {
3973         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3974         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
3975         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
3976
3977         if (nr_running)
3978                 return load_avg / nr_running;
3979
3980         return 0;
3981 }
3982
3983 static void record_wakee(struct task_struct *p)
3984 {
3985         /*
3986          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
3987          * about the boundary, really active task won't care
3988          * about the loss.
3989          */
3990         if (jiffies > current->wakee_flip_decay_ts + HZ) {
3991                 current->wakee_flips = 0;
3992                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
3993         }
3994
3995         if (current->last_wakee != p) {
3996                 current->last_wakee = p;
3997                 current->wakee_flips++;
3998         }
3999 }
4000
4001 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4002 {
4003         struct sched_entity *se = &p->se;
4004         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4005         u64 min_vruntime;
4006
4007 #ifndef CONFIG_64BIT
4008         u64 min_vruntime_copy;
4009
4010         do {
4011                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4012                 smp_rmb();
4013                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4014         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4015 #else
4016         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4017 #endif
4018
4019         se->vruntime -= min_vruntime;
4020         record_wakee(p);
4021 }
4022
4023 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4024 /*
4025  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4026  *
4027  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4028  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4029  * can calculate the shift in shares.
4030  *
4031  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4032  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4033  * total group weight.
4034  *
4035  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4036  * distribution (s_i) using:
4037  *
4038  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4039  *
4040  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4041  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4042  * shares distribution (s_i):
4043  *
4044  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4045  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4046  *
4047  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4048  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4049  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4050  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4051  *
4052  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4053  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4054  *
4055  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4056  *
4057  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4058  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4059  * weight and shares distributions like:
4060  *
4061  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4062  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4063  *
4064  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4065  *
4066  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4067  *
4068  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4069  *
4070  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4071  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4072  * 4/7) times the weight of the group.
4073  */
4074 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4075 {
4076         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4077
4078         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4079                 return wl;
4080
4081         for_each_sched_entity(se) {
4082                 long w, W;
4083
4084                 tg = se->my_q->tg;
4085
4086                 /*
4087                  * W = @wg + \Sum rw_j
4088                  */
4089                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
4090
4091                 /*
4092                  * w = rw_i + @wl
4093                  */
4094                 w = se->my_q->load.weight + wl;
4095
4096                 /*
4097                  * wl = S * s'_i; see (2)
4098                  */
4099                 if (W > 0 && w < W)
4100                         wl = (w * tg->shares) / W;
4101                 else
4102                         wl = tg->shares;
4103
4104                 /*
4105                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4106                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4107                  * calc_cfs_shares().
4108                  */
4109                 if (wl < MIN_SHARES)
4110                         wl = MIN_SHARES;
4111
4112                 /*
4113                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4114                  */
4115                 wl -= se->load.weight;
4116
4117                 /*
4118                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4119                  * the final effective load change on the root group. Since
4120                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4121                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4122                  * resulting from this level per the above.
4123                  */
4124                 wg = 0;
4125         }
4126
4127         return wl;
4128 }
4129 #else
4130
4131 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4132 {
4133         return wl;
4134 }
4135
4136 #endif
4137
4138 static int wake_wide(struct task_struct *p)
4139 {
4140         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
4141
4142         /*
4143          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
4144          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
4145          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
4146          */
4147         if (p->wakee_flips > factor) {
4148                 /*
4149                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
4150                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
4151                  * it alone.
4152                  */
4153                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
4154                         return 1;
4155         }
4156
4157         return 0;
4158 }
4159
4160 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4161 {
4162         s64 this_load, load;
4163         int idx, this_cpu, prev_cpu;
4164         unsigned long tl_per_task;
4165         struct task_group *tg;
4166         unsigned long weight;
4167         int balanced;
4168
4169         /*
4170          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
4171          * ourselves around too much.
4172          */
4173         if (wake_wide(p))
4174                 return 0;
4175
4176         idx       = sd->wake_idx;
4177         this_cpu  = smp_processor_id();
4178         prev_cpu  = task_cpu(p);
4179         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4180         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4181
4182         /*
4183          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4184          * effect of the currently running task from the load
4185          * of the current CPU:
4186          */
4187         if (sync) {
4188                 tg = task_group(current);
4189                 weight = current->se.load.weight;
4190
4191                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4192                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4193         }
4194
4195         tg = task_group(p);
4196         weight = p->se.load.weight;
4197
4198         /*
4199          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4200          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4201          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4202          * about that, so that's good too.
4203          *
4204          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4205          * task to be woken on this_cpu.
4206          */
4207         if (this_load > 0) {
4208                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4209
4210                 this_eff_load = 100;
4211                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
4212                 this_eff_load *= this_load +
4213                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4214
4215                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4216                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
4217                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4218
4219                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4220         } else
4221                 balanced = true;
4222
4223         /*
4224          * If the currently running task will sleep within
4225          * a reasonable amount of time then attract this newly
4226          * woken task:
4227          */
4228         if (sync && balanced)
4229                 return 1;
4230
4231         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4232         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
4233
4234         if (balanced ||
4235             (this_load <= load &&
4236              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
4237                 /*
4238                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
4239                  * p is cache cold in this domain, and
4240                  * there is no bad imbalance.
4241                  */
4242                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4243                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4244
4245                 return 1;
4246         }
4247         return 0;
4248 }
4249
4250 /*
4251  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4252  * domain.
4253  */
4254 static struct sched_group *
4255 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4256                   int this_cpu, int sd_flag)
4257 {
4258         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4259         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4260         int load_idx = sd->forkexec_idx;
4261         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4262
4263         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4264                 load_idx = sd->wake_idx;
4265
4266         do {
4267                 unsigned long load, avg_load;
4268                 int local_group;
4269                 int i;
4270
4271                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4272                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4273                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4274                         continue;
4275
4276                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4277                                                sched_group_cpus(group));
4278
4279                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4280                 avg_load = 0;
4281
4282                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4283                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4284                         if (local_group)
4285                                 load = source_load(i, load_idx);
4286                         else
4287                                 load = target_load(i, load_idx);
4288
4289                         avg_load += load;
4290                 }
4291
4292                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
4293                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4294
4295                 if (local_group) {
4296                         this_load = avg_load;
4297                 } else if (avg_load < min_load) {
4298                         min_load = avg_load;
4299                         idlest = group;
4300                 }
4301         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4302
4303         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4304                 return NULL;
4305         return idlest;
4306 }
4307
4308 /*
4309  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4310  */
4311 static int
4312 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4313 {
4314         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4315         int idlest = -1;
4316         int i;
4317
4318         /* Traverse only the allowed CPUs */
4319         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4320                 load = weighted_cpuload(i);
4321
4322                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4323                         min_load = load;
4324                         idlest = i;
4325                 }
4326         }
4327
4328         return idlest;
4329 }
4330
4331 /*
4332  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4333  */
4334 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4335 {
4336         struct sched_domain *sd;
4337         struct sched_group *sg;
4338         int i = task_cpu(p);
4339
4340         if (idle_cpu(target))
4341                 return target;
4342
4343         /*
4344          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4345          */
4346         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4347                 return i;
4348
4349         /*
4350          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4351          */
4352         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4353         for_each_lower_domain(sd) {
4354                 sg = sd->groups;
4355                 do {
4356                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4357                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4358                                 goto next;
4359
4360                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4361                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4362                                         goto next;
4363                         }
4364
4365                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4366                                         tsk_cpus_allowed(p));
4367                         goto done;
4368 next:
4369                         sg = sg->next;
4370                 } while (sg != sd->groups);
4371         }
4372 done:
4373         return target;
4374 }
4375
4376 /*
4377  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
4378  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
4379  * SD_BALANCE_EXEC.
4380  *
4381  * Balance, ie. select the least loaded group.
4382  *
4383  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
4384  *
4385  * preempt must be disabled.
4386  */
4387 static int
4388 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4389 {
4390         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4391         int cpu = smp_processor_id();
4392         int new_cpu = cpu;
4393         int want_affine = 0;
4394         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4395
4396         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
4397                 return prev_cpu;
4398
4399         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4400                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4401                         want_affine = 1;
4402                 new_cpu = prev_cpu;
4403         }
4404
4405         rcu_read_lock();
4406         for_each_domain(cpu, tmp) {
4407                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4408                         continue;
4409
4410                 /*
4411                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4412                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4413                  */
4414                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4415                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4416                         affine_sd = tmp;
4417                         break;
4418                 }
4419
4420                 if (tmp->flags & sd_flag)
4421                         sd = tmp;
4422         }
4423
4424         if (affine_sd) {
4425                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4426                         prev_cpu = cpu;
4427
4428                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4429                 goto unlock;
4430         }
4431
4432         while (sd) {
4433                 struct sched_group *group;
4434                 int weight;
4435
4436                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4437                         sd = sd->child;
4438                         continue;
4439                 }
4440
4441                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
4442                 if (!group) {
4443                         sd = sd->child;
4444                         continue;
4445                 }
4446
4447                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4448                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4449                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4450                         sd = sd->child;
4451                         continue;
4452                 }
4453
4454                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4455                 cpu = new_cpu;
4456                 weight = sd->span_weight;
4457                 sd = NULL;
4458                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4459                         if (weight <= tmp->span_weight)
4460                                 break;
4461                         if (tmp->flags & sd_flag)
4462                                 sd = tmp;
4463                 }
4464                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4465         }
4466 unlock:
4467         rcu_read_unlock();
4468
4469         return new_cpu;
4470 }
4471
4472 /*
4473  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4474  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4475  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4476  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4477  */
4478 static void
4479 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4480 {
4481         struct sched_entity *se = &p->se;
4482         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4483
4484         /*
4485          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4486          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4487          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4488          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4489          */
4490         if (se->avg.decay_count) {
4491                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4492                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4493                                                 &cfs_rq->removed_load);
4494         }
4495 }
4496 #endif /* CONFIG_SMP */
4497
4498 static unsigned long
4499 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4500 {
4501         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4502
4503         /*
4504          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4505          * to virtual-time in his units.
4506          *
4507          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4508          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4509          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4510          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4511          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4512          *
4513          * This is especially important for buddies when the leftmost
4514          * task is higher priority than the buddy.
4515          */
4516         return calc_delta_fair(gran, se);
4517 }
4518
4519 /*
4520  * Should 'se' preempt 'curr'.
4521  *
4522  *             |s1
4523  *        |s2
4524  *   |s3
4525  *         g
4526  *      |<--->|c
4527  *
4528  *  w(c, s1) = -1
4529  *  w(c, s2) =  0
4530  *  w(c, s3) =  1
4531  *
4532  */
4533 static int
4534 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4535 {
4536         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4537
4538         if (vdiff <= 0)
4539                 return -1;
4540
4541         gran = wakeup_gran(curr, se);
4542         if (vdiff > gran)
4543                 return 1;
4544
4545         return 0;
4546 }
4547
4548 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4549 {
4550         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4551                 return;
4552
4553         for_each_sched_entity(se)
4554                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4555 }
4556
4557 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4558 {
4559         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4560                 return;
4561
4562         for_each_sched_entity(se)
4563                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4564 }
4565
4566 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4567 {
4568         for_each_sched_entity(se)
4569                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4570 }
4571
4572 /*
4573  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4574  */
4575 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4576 {
4577         struct task_struct *curr = rq->curr;
4578         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4579         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4580         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4581         int next_buddy_marked = 0;
4582
4583         if (unlikely(se == pse))
4584                 return;
4585
4586         /*
4587          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
4588          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4589          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4590          * next-buddy nomination below.
4591          */
4592         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4593                 return;
4594
4595         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4596                 set_next_buddy(pse);
4597                 next_buddy_marked = 1;
4598         }
4599
4600         /*
4601          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4602          * wake up path.
4603          *
4604          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4605          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4606          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4607          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4608          * below.
4609          */
4610         if (test_tsk_need_resched(curr))
4611                 return;
4612
4613         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4614         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4615             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4616                 goto preempt;
4617
4618         /*
4619          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4620          * is driven by the tick):
4621          */
4622         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4623                 return;
4624
4625         find_matching_se(&se, &pse);
4626         update_curr(cfs_rq_of(se));
4627         BUG_ON(!pse);
4628         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4629                 /*
4630                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4631                  * triggering this preemption.
4632                  */
4633                 if (!next_buddy_marked)
4634                         set_next_buddy(pse);
4635                 goto preempt;
4636         }
4637
4638         return;
4639
4640 preempt:
4641         resched_task(curr);
4642         /*
4643          * Only set the backward buddy when the current task is still
4644          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4645          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4646          * point, either of which can * drop the rq lock.
4647          *
4648          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4649          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4650          */
4651         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4652                 return;
4653
4654         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4655                 set_last_buddy(se);
4656 }
4657
4658 static struct task_struct *
4659 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4660 {
4661         struct task_struct *p;
4662         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4663         struct sched_entity *se;
4664
4665         if (!cfs_rq->nr_running)
4666                 return NULL;
4667
4668         if (prev)
4669                 prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
4670
4671         do {
4672                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
4673                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4674                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4675         } while (cfs_rq);
4676
4677         p = task_of(se);
4678         if (hrtick_enabled(rq))
4679                 hrtick_start_fair(rq, p);
4680
4681         return p;
4682 }
4683
4684 /*
4685  * Account for a descheduled task:
4686  */
4687 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4688 {
4689         struct sched_entity *se = &prev->se;
4690         struct cfs_rq *cfs_rq;
4691
4692         for_each_sched_entity(se) {
4693                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4694                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
4695         }
4696 }
4697
4698 /*
4699  * sched_yield() is very simple
4700  *
4701  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
4702  */
4703 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
4704 {
4705         struct task_struct *curr = rq->curr;
4706         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4707         struct sched_entity *se = &curr->se;
4708
4709         /*
4710          * Are we the only task in the tree?
4711          */
4712         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
4713                 return;
4714
4715         clear_buddies(cfs_rq, se);
4716
4717         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
4718                 update_rq_clock(rq);
4719                 /*
4720                  * Update run-time statistics of the 'current'.
4721                  */
4722                 update_curr(cfs_rq);
4723                 /*
4724                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
4725                  * so we don't do microscopic update in schedule()
4726                  * and double the fastpath cost.
4727                  */
4728                  rq->skip_clock_update = 1;
4729         }
4730
4731         set_skip_buddy(se);
4732 }
4733
4734 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
4735 {
4736         struct sched_entity *se = &p->se;
4737
4738         /* throttled hierarchies are not runnable */
4739         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
4740                 return false;
4741
4742         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
4743         set_next_buddy(se);
4744
4745         yield_task_fair(rq);
4746
4747         return true;
4748 }
4749
4750 #ifdef CONFIG_SMP
4751 /**************************************************
4752  * Fair scheduling class load-balancing methods.
4753  *
4754  * BASICS
4755  *
4756  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
4757  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
4758  * time to each task. This is expressed in the following equation:
4759  *
4760  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
4761  *
4762  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
4763  * W_i,0 is defined as:
4764  *
4765  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
4766  *
4767  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
4768  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
4769  *
4770  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
4771  * weight:
4772  *
4773  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
4774  *
4775  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
4776  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
4777  * can also include other factors [XXX].
4778  *
4779  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
4780  * directly from (1):
4781  *
4782  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
4783  *
4784  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
4785  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
4786  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
4787  *
4788  * [XXX expand on:
4789  *     - infeasible weights;
4790  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
4791  *
4792  *
4793  * SCHED DOMAINS
4794  *
4795  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
4796  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
4797  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
4798  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
4799  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
4800  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
4801  * the groups.
4802  *
4803  * This yields:
4804  *
4805  *     log_2 n     1     n
4806  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
4807  *     i = 0      2^i   2^i
4808  *                               `- size of each group
4809  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
4810  *         |         `- freq
4811  *         `- sum over all levels
4812  *
4813  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
4814  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
4815  *
4816  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
4817  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
4818  *
4819  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
4820  *
4821  *             log_2 n     
4822  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
4823  *             k = 0
4824  *
4825  * And you'll find that:
4826  *
4827  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
4828  *
4829  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
4830  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
4831  * of:
4832  *
4833  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
4834  *
4835  *
4836  * WORK CONSERVING
4837  *
4838  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
4839  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
4840  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
4841  *
4842  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
4843  * time.
4844  *
4845  * [XXX more?]
4846  *
4847  *
4848  * CGROUPS
4849  *
4850  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
4851  *
4852  *                                s_k,i
4853  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
4854  *                                 S_k
4855  *
4856  * Where
4857  *
4858  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
4859  *
4860  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
4861  *
4862  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
4863  * property.
4864  *
4865  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
4866  *      rewrite all of this once again.]
4867  */ 
4868
4869 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
4870
4871 enum fbq_type { regular, remote, all };
4872
4873 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
4874 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
4875 #define LBF_DST_PINNED  0x04
4876 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
4877
4878 struct lb_env {
4879         struct sched_domain     *sd;
4880
4881         struct rq               *src_rq;
4882         int                     src_cpu;
4883
4884         int                     dst_cpu;
4885         struct rq               *dst_rq;
4886
4887         struct cpumask          *dst_grpmask;
4888         int                     new_dst_cpu;
4889         enum cpu_idle_type      idle;
4890         long                    imbalance;
4891         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
4892         struct cpumask          *cpus;
4893
4894         unsigned int            flags;
4895
4896         unsigned int            loop;
4897         unsigned int            loop_break;
4898         unsigned int            loop_max;
4899
4900         enum fbq_type           fbq_type;
4901 };
4902
4903 /*
4904  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
4905  * Both runqueues must be locked.
4906  */
4907 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4908 {
4909         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
4910         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
4911         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
4912         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
4913 }
4914
4915 /*
4916  * Is this task likely cache-hot:
4917  */
4918 static int
4919 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
4920 {
4921         s64 delta;
4922
4923         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
4924                 return 0;
4925
4926         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
4927                 return 0;
4928
4929         /*
4930          * Buddy candidates are cache hot:
4931          */
4932         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
4933                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
4934                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
4935                 return 1;
4936
4937         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
4938                 return 1;
4939         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
4940                 return 0;
4941
4942         delta = now - p->se.exec_start;
4943
4944         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
4945 }
4946
4947 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4948 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
4949 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4950 {
4951         int src_nid, dst_nid;
4952
4953         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults_memory ||
4954             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
4955                 return false;
4956         }
4957
4958         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4959         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4960
4961         if (src_nid == dst_nid)
4962                 return false;
4963
4964         /* Always encourage migration to the preferred node. */
4965         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
4966                 return true;
4967
4968         /* If both task and group weight improve, this move is a winner. */
4969         if (task_weight(p, dst_nid) > task_weight(p, src_nid) &&
4970             group_weight(p, dst_nid) > group_weight(p, src_nid))
4971                 return true;
4972
4973         return false;
4974 }
4975
4976
4977 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4978 {
4979         int src_nid, dst_nid;
4980
4981         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
4982                 return false;
4983
4984         if (!p->numa_faults_memory || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
4985                 return false;
4986
4987         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4988         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4989
4990         if (src_nid == dst_nid)
4991                 return false;
4992
4993         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
4994         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
4995                 return true;
4996
4997         /* If either task or group weight get worse, don't do it. */
4998         if (task_weight(p, dst_nid) < task_weight(p, src_nid) ||
4999             group_weight(p, dst_nid) < group_weight(p, src_nid))
5000                 return true;
5001
5002         return false;
5003 }
5004
5005 #else
5006 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
5007                                              struct lb_env *env)
5008 {
5009         return false;
5010 }
5011
5012 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
5013                                              struct lb_env *env)
5014 {
5015         return false;
5016 }
5017 #endif
5018
5019 /*
5020  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
5021  */
5022 static
5023 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5024 {
5025         int tsk_cache_hot = 0;
5026         /*
5027          * We do not migrate tasks that are:
5028          * 1) throttled_lb_pair, or
5029          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
5030          * 3) running (obviously), or
5031          * 4) are cache-hot on their current CPU.
5032          */
5033         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
5034                 return 0;
5035
5036         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5037                 int cpu;
5038
5039                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
5040
5041                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
5042
5043                 /*
5044                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
5045                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
5046                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
5047                  *
5048                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
5049                  * one in current iteration.
5050                  */
5051                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
5052                         return 0;
5053
5054                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5055                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
5056                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5057                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
5058                                 env->new_dst_cpu = cpu;
5059                                 break;
5060                         }
5061                 }
5062
5063                 return 0;
5064         }
5065
5066         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
5067         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
5068
5069         if (task_running(env->src_rq, p)) {
5070                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
5071                 return 0;
5072         }
5073
5074         /*
5075          * Aggressive migration if:
5076          * 1) destination numa is preferred
5077          * 2) task is cache cold, or
5078          * 3) too many balance attempts have failed.
5079          */
5080         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq), env->sd);
5081         if (!tsk_cache_hot)
5082                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
5083
5084         if (migrate_improves_locality(p, env)) {
5085 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5086                 if (tsk_cache_hot) {
5087                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5088                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5089                 }
5090 #endif
5091                 return 1;
5092         }
5093
5094         if (!tsk_cache_hot ||
5095                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
5096
5097                 if (tsk_cache_hot) {
5098                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5099                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5100                 }
5101
5102                 return 1;
5103         }
5104
5105         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
5106         return 0;
5107 }
5108
5109 /*
5110  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
5111  * part of active balancing operations within "domain".
5112  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
5113  *
5114  * Called with both runqueues locked.
5115  */
5116 static int move_one_task(struct lb_env *env)
5117 {
5118         struct task_struct *p, *n;
5119
5120         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
5121                 if (!can_migrate_task(p, env))
5122                         continue;
5123
5124                 move_task(p, env);
5125                 /*
5126                  * Right now, this is only the second place move_task()
5127                  * is called, so we can safely collect move_task()
5128                  * stats here rather than inside move_task().
5129                  */
5130                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
5131                 return 1;
5132         }
5133         return 0;
5134 }
5135
5136 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
5137
5138 /*
5139  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
5140  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
5141  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
5142  *
5143  * Called with both runqueues locked.
5144  */
5145 static int move_tasks(struct lb_env *env)
5146 {
5147         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
5148         struct task_struct *p;
5149         unsigned long load;
5150         int pulled = 0;
5151
5152         if (env->imbalance <= 0)
5153                 return 0;
5154
5155         while (!list_empty(tasks)) {
5156                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5157
5158                 env->loop++;
5159                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
5160                 if (env->loop > env->loop_max)
5161                         break;
5162
5163                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
5164                 if (env->loop > env->loop_break) {
5165                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
5166                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
5167                         break;
5168                 }
5169
5170                 if (!can_migrate_task(p, env))
5171                         goto next;
5172
5173                 load = task_h_load(p);
5174
5175                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
5176                         goto next;
5177
5178                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5179                         goto next;
5180
5181                 move_task(p, env);
5182                 pulled++;
5183                 env->imbalance -= load;
5184
5185 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5186                 /*
5187                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5188                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
5189                  * the critical section.
5190                  */
5191                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5192                         break;
5193 #endif
5194
5195                 /*
5196                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5197                  * weighted load.
5198                  */
5199                 if (env->imbalance <= 0)
5200                         break;
5201
5202                 continue;
5203 next:
5204                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5205         }
5206
5207         /*
5208          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
5209          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
5210          * inside move_task().
5211          */
5212         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
5213
5214         return pulled;
5215 }
5216
5217 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5218 /*
5219  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
5220  */
5221 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
5222 {
5223         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5224         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5225
5226         /* throttled entities do not contribute to load */
5227         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5228                 return;
5229
5230         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
5231
5232         if (se) {
5233                 update_entity_load_avg(se, 1);
5234                 /*
5235                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
5236                  * list removal.  This generally implies that all our children
5237                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
5238                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
5239                  * at enqueue.
5240                  *
5241                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
5242                  */
5243                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
5244                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5245         } else {
5246                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5247                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
5248         }
5249 }
5250
5251 static void update_blocked_averages(int cpu)
5252 {
5253         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5254         struct cfs_rq *cfs_rq;
5255         unsigned long flags;
5256
5257         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5258         update_rq_clock(rq);
5259         /*
5260          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5261          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5262          */
5263         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5264                 /*
5265                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5266                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5267                  * groups does not result in continually extending hold time.
5268                  */
5269                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5270         }
5271
5272         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5273 }
5274
5275 /*
5276  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5277  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5278  * group is a fraction of its parents load.
5279  */
5280 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5281 {
5282         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5283         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5284         unsigned long now = jiffies;
5285         unsigned long load;
5286
5287         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5288                 return;
5289
5290         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5291         for_each_sched_entity(se) {
5292                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5293                 cfs_rq->h_load_next = se;
5294                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5295                         break;
5296         }
5297
5298         if (!se) {
5299                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5300                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5301         }
5302
5303         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5304                 load = cfs_rq->h_load;
5305                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5306                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5307                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5308                 cfs_rq->h_load = load;
5309                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5310         }
5311 }
5312
5313 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5314 {
5315         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5316
5317         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5318         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5319                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5320 }
5321 #else
5322 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5323 {
5324 }
5325
5326 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5327 {
5328         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5329 }
5330 #endif
5331
5332 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5333 /*
5334  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5335  */
5336 struct sg_lb_stats {
5337         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5338         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5339         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5340         unsigned long load_per_task;
5341         unsigned long group_power;
5342         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5343         unsigned int group_capacity;
5344         unsigned int idle_cpus;
5345         unsigned int group_weight;
5346         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
5347         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
5348 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5349         unsigned int nr_numa_running;
5350         unsigned int nr_preferred_running;
5351 #endif
5352 };
5353
5354 /*
5355  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5356  *               during load balancing.
5357  */
5358 struct sd_lb_stats {
5359         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5360         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5361         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5362         unsigned long total_pwr;        /* Total power of all groups in sd */
5363         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5364
5365         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5366         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5367 };
5368
5369 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5370 {
5371         /*
5372          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5373          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5374          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5375          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5376          */
5377         *sds = (struct sd_lb_stats){
5378                 .busiest = NULL,
5379                 .local = NULL,
5380                 .total_load = 0UL,
5381                 .total_pwr = 0UL,
5382                 .busiest_stat = {
5383                         .avg_load = 0UL,
5384                 },
5385         };
5386 }
5387
5388 /**
5389  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5390  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5391  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
5392  *
5393  * Return: The load index.
5394  */
5395 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5396                                         enum cpu_idle_type idle)
5397 {
5398         int load_idx;
5399
5400         switch (idle) {
5401         case CPU_NOT_IDLE:
5402                 load_idx = sd->busy_idx;
5403                 break;
5404
5405         case CPU_NEWLY_IDLE:
5406                 load_idx = sd->newidle_idx;
5407                 break;
5408         default:
5409                 load_idx = sd->idle_idx;
5410                 break;
5411         }
5412
5413         return load_idx;
5414 }
5415
5416 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5417 {
5418         return SCHED_POWER_SCALE;
5419 }
5420
5421 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5422 {
5423         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
5424 }
5425
5426 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5427 {
5428         unsigned long weight = sd->span_weight;
5429         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
5430
5431         smt_gain /= weight;
5432
5433         return smt_gain;
5434 }
5435
5436 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5437 {
5438         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
5439 }
5440
5441 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
5442 {
5443         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5444         u64 total, available, age_stamp, avg;
5445
5446         /*
5447          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5448          * we read them once before doing sanity checks on them.
5449          */
5450         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5451         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5452
5453         total = sched_avg_period() + (rq_clock(rq) - age_stamp);
5454
5455         if (unlikely(total < avg)) {
5456                 /* Ensures that power won't end up being negative */
5457                 available = 0;
5458         } else {
5459                 available = total - avg;
5460         }
5461
5462         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
5463                 total = SCHED_POWER_SCALE;
5464
5465         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5466
5467         return div_u64(available, total);
5468 }
5469
5470 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5471 {
5472         unsigned long weight = sd->span_weight;
5473         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
5474         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5475
5476         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
5477                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
5478                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
5479                 else
5480                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
5481
5482                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5483         }
5484
5485         sdg->sgp->power_orig = power;
5486
5487         if (sched_feat(ARCH_POWER))
5488                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
5489         else
5490                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
5491
5492         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5493
5494         power *= scale_rt_power(cpu);
5495         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5496
5497         if (!power)
5498                 power = 1;
5499
5500         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
5501         sdg->sgp->power = power;
5502 }
5503
5504 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5505 {
5506         struct sched_domain *child = sd->child;
5507         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
5508         unsigned long power, power_orig;
5509         unsigned long interval;
5510
5511         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5512         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5513         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
5514
5515         if (!child) {
5516                 update_cpu_power(sd, cpu);
5517                 return;
5518         }
5519
5520         power_orig = power = 0;
5521
5522         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
5523                 /*
5524                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
5525                  * span the current group.
5526                  */
5527
5528                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
5529                         struct sched_group_power *sgp;
5530                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5531
5532                         /*
5533                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_power()
5534                          * gets here before we've attached the domains to the
5535                          * runqueues.
5536                          *
5537                          * Use power_of(), which is set irrespective of domains
5538                          * in update_cpu_power().
5539                          *
5540                          * This avoids power/power_orig from being 0 and
5541                          * causing divide-by-zero issues on boot.
5542                          *
5543                          * Runtime updates will correct power_orig.
5544                          */
5545                         if (unlikely(!rq->sd)) {
5546                                 power_orig += power_of(cpu);
5547                                 power += power_of(cpu);
5548                                 continue;
5549                         }
5550
5551                         sgp = rq->sd->groups->sgp;
5552                         power_orig += sgp->power_orig;
5553                         power += sgp->power;
5554                 }
5555         } else  {
5556                 /*
5557                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
5558                  * span the current group.
5559                  */ 
5560
5561                 group = child->groups;
5562                 do {
5563                         power_orig += group->sgp->power_orig;
5564                         power += group->sgp->power;
5565                         group = group->next;
5566                 } while (group != child->groups);
5567         }
5568
5569         sdg->sgp->power_orig = power_orig;
5570         sdg->sgp->power = power;
5571 }
5572
5573 /*
5574  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
5575  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
5576  * which on its own isn't powerful enough.
5577  *
5578  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
5579  */
5580 static inline int
5581 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
5582 {
5583         /*
5584          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
5585          */
5586         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
5587                 return 0;
5588
5589         /*
5590          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
5591          */
5592         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
5593                 return 1;
5594
5595         return 0;
5596 }
5597
5598 /*
5599  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
5600  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
5601  *
5602  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
5603  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
5604  * Something like:
5605  *
5606  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
5607  *              *     * * *
5608  *
5609  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
5610  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
5611  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
5612  *
5613  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
5614  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
5615  * moving tasks due to affinity constraints.
5616  *
5617  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
5618  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
5619  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
5620  * to create an effective group imbalance.
5621  *
5622  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
5623  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
5624  * subtle and fragile situation.
5625  */
5626
5627 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
5628 {
5629         return group->sgp->imbalance;
5630 }
5631
5632 /*
5633  * Compute the group capacity.
5634  *
5635  * Avoid the issue where N*frac(smt_power) >= 1 creates 'phantom' cores by
5636  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
5637  * and limit power unit capacity with that.
5638  */
5639 static inline int sg_capacity(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
5640 {
5641         unsigned int capacity, smt, cpus;
5642         unsigned int power, power_orig;
5643
5644         power = group->sgp->power;
5645         power_orig = group->sgp->power_orig;
5646         cpus = group->group_weight;
5647
5648         /* smt := ceil(cpus / power), assumes: 1 < smt_power < 2 */
5649         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_POWER_SCALE * cpus, power_orig);
5650         capacity = cpus / smt; /* cores */
5651
5652         capacity = min_t(unsigned, capacity, DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE));
5653         if (!capacity)
5654                 capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5655
5656         return capacity;
5657 }
5658
5659 /**
5660  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
5661  * @env: The load balancing environment.
5662  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
5663  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
5664  * @local_group: Does group contain this_cpu.
5665  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
5666  */
5667 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
5668                         struct sched_group *group, int load_idx,
5669                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
5670 {
5671         unsigned long load;
5672         int i;
5673
5674         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
5675
5676         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5677                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5678
5679                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5680                 if (local_group)
5681                         load = target_load(i, load_idx);
5682                 else
5683                         load = source_load(i, load_idx);
5684
5685                 sgs->group_load += load;
5686                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
5687 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5688                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
5689                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
5690 #endif
5691                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
5692                 if (idle_cpu(i))
5693                         sgs->idle_cpus++;
5694         }
5695
5696         /* Adjust by relative CPU power of the group */
5697         sgs->group_power = group->sgp->power;
5698         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / sgs->group_power;
5699
5700         if (sgs->sum_nr_running)
5701                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
5702
5703         sgs->group_weight = group->group_weight;
5704
5705         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
5706         sgs->group_capacity = sg_capacity(env, group);
5707
5708         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
5709                 sgs->group_has_capacity = 1;
5710 }
5711
5712 /**
5713  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
5714  * @env: The load balancing environment.
5715  * @sds: sched_domain statistics
5716  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
5717  * @sgs: sched_group statistics
5718  *
5719  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
5720  * busiest group.
5721  *
5722  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
5723  * busiest group. %false otherwise.
5724  */
5725 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
5726                                    struct sd_lb_stats *sds,
5727                                    struct sched_group *sg,
5728                                    struct sg_lb_stats *sgs)
5729 {
5730         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
5731                 return false;
5732
5733         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
5734                 return true;
5735
5736         if (sgs->group_imb)
5737                 return true;
5738
5739         /*
5740          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
5741          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
5742          * higher than ourself as busy.
5743          */
5744         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
5745             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
5746                 if (!sds->busiest)
5747                         return true;
5748
5749                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
5750                         return true;
5751         }
5752
5753         return false;
5754 }
5755
5756 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5757 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5758 {
5759         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
5760                 return regular;
5761         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
5762                 return remote;
5763         return all;
5764 }
5765
5766 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5767 {
5768         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
5769                 return regular;
5770         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
5771                 return remote;
5772         return all;
5773 }
5774 #else
5775 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5776 {
5777         return all;
5778 }
5779
5780 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5781 {
5782         return regular;
5783 }
5784 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5785
5786 /**
5787  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
5788  * @env: The load balancing environment.
5789  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
5790  */
5791 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5792 {
5793         struct sched_domain *child = env->sd->child;
5794         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5795         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
5796         int load_idx, prefer_sibling = 0;
5797
5798         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
5799                 prefer_sibling = 1;
5800
5801         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
5802
5803         do {
5804                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
5805                 int local_group;
5806
5807                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
5808                 if (local_group) {
5809                         sds->local = sg;
5810                         sgs = &sds->local_stat;
5811
5812                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
5813                             time_after_eq(jiffies, sg->sgp->next_update))
5814                                 update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
5815                 }
5816
5817                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs);
5818
5819                 if (local_group)
5820                         goto next_group;
5821
5822                 /*
5823                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
5824                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
5825                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
5826                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
5827                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
5828                  * extra check prevents the case where you always pull from the
5829                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
5830                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
5831                  */
5832                 if (prefer_sibling && sds->local &&
5833                     sds->local_stat.group_has_capacity)
5834                         sgs->group_capacity = min(sgs->group_capacity, 1U);
5835
5836                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
5837                         sds->busiest = sg;
5838                         sds->busiest_stat = *sgs;
5839                 }
5840
5841 next_group:
5842                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
5843                 sds->total_load += sgs->group_load;
5844                 sds->total_pwr += sgs->group_power;
5845
5846                 sg = sg->next;
5847         } while (sg != env->sd->groups);
5848
5849         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
5850                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
5851 }
5852
5853 /**
5854  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
5855  *                      sched doman.
5856  *
5857  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
5858  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
5859  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
5860  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
5861  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
5862  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
5863  *
5864  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
5865  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
5866  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
5867  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
5868  * number.
5869  *
5870  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
5871  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
5872  *
5873  * @env: The load balancing environment.
5874  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
5875  */
5876 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5877 {
5878         int busiest_cpu;
5879
5880         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
5881                 return 0;
5882
5883         if (!sds->busiest)
5884                 return 0;
5885
5886         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
5887         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
5888                 return 0;
5889
5890         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
5891                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_power,
5892                 SCHED_POWER_SCALE);
5893
5894         return 1;
5895 }
5896
5897 /**
5898  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
5899  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
5900  *                      load balancing.
5901  * @env: The load balancing environment.
5902  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5903  */
5904 static inline
5905 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5906 {
5907         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
5908         unsigned int imbn = 2;
5909         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
5910         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5911
5912         local = &sds->local_stat;
5913         busiest = &sds->busiest_stat;
5914
5915         if (!local->sum_nr_running)
5916                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
5917         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
5918                 imbn = 1;
5919
5920         scaled_busy_load_per_task =
5921                 (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5922                 busiest->group_power;
5923
5924         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
5925             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
5926                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5927                 return;
5928         }
5929
5930         /*
5931          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
5932          * however we may be able to increase total CPU power used by
5933          * moving them.
5934          */
5935
5936         pwr_now += busiest->group_power *
5937                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
5938         pwr_now += local->group_power *
5939                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
5940         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
5941
5942         /* Amount of load we'd subtract */
5943         tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5944                 busiest->group_power;
5945         if (busiest->avg_load > tmp) {
5946                 pwr_move += busiest->group_power *
5947                             min(busiest->load_per_task,
5948                                 busiest->avg_load - tmp);
5949         }
5950
5951         /* Amount of load we'd add */
5952         if (busiest->avg_load * busiest->group_power <
5953             busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) {
5954                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_power) /
5955                       local->group_power;
5956         } else {
5957                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5958                       local->group_power;
5959         }
5960         pwr_move += local->group_power *
5961                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
5962         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
5963
5964         /* Move if we gain throughput */
5965         if (pwr_move > pwr_now)
5966                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5967 }
5968
5969 /**
5970  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
5971  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
5972  * @env: load balance environment
5973  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5974  */
5975 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5976 {
5977         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
5978         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5979
5980         local = &sds->local_stat;
5981         busiest = &sds->busiest_stat;
5982
5983         if (busiest->group_imb) {
5984                 /*
5985                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
5986                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
5987                  */
5988                 busiest->load_per_task =
5989                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
5990         }
5991
5992         /*
5993          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
5994          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
5995          * its cpu_power, while calculating max_load..)
5996          */
5997         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
5998             local->avg_load >= sds->avg_load) {
5999                 env->imbalance = 0;
6000                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6001         }
6002
6003         if (!busiest->group_imb) {
6004                 /*
6005                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
6006                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
6007                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
6008                  */
6009                 load_above_capacity =
6010                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity);
6011
6012                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
6013                 load_above_capacity /= busiest->group_power;
6014         }
6015
6016         /*
6017          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
6018          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
6019          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
6020          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
6021          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
6022          * for the minimum possible imbalance.
6023          */
6024         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
6025
6026         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
6027         env->imbalance = min(
6028                 max_pull * busiest->group_power,
6029                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_power
6030         ) / SCHED_POWER_SCALE;
6031
6032         /*
6033          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
6034          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
6035          * a think about bumping its value to force at least one task to be
6036          * moved
6037          */
6038         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
6039                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6040 }
6041
6042 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
6043
6044 /**
6045  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
6046  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
6047  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
6048  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
6049  * such a group exists.
6050  *
6051  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
6052  * to restore balance.
6053  *
6054  * @env: The load balancing environment.
6055  *
6056  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
6057  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
6058  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
6059  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
6060  */
6061 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
6062 {
6063         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6064         struct sd_lb_stats sds;
6065
6066         init_sd_lb_stats(&sds);
6067
6068         /*
6069          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
6070          * this level.
6071          */
6072         update_sd_lb_stats(env, &sds);
6073         local = &sds.local_stat;
6074         busiest = &sds.busiest_stat;
6075
6076         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
6077             check_asym_packing(env, &sds))
6078                 return sds.busiest;
6079
6080         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
6081         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
6082                 goto out_balanced;
6083
6084         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
6085
6086         /*
6087          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
6088          * work because they assume all things are equal, which typically
6089          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
6090          */
6091         if (busiest->group_imb)
6092                 goto force_balance;
6093
6094         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
6095         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_capacity &&
6096             !busiest->group_has_capacity)
6097                 goto force_balance;
6098
6099         /*
6100          * If the local group is more busy than the selected busiest group
6101          * don't try and pull any tasks.
6102          */
6103         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
6104                 goto out_balanced;
6105
6106         /*
6107          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
6108          * average load.
6109          */
6110         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
6111                 goto out_balanced;
6112
6113         if (env->idle == CPU_IDLE) {
6114                 /*
6115                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
6116                  * have more tasks than the number of available cpu's and
6117                  * there is no imbalance between this and busiest group
6118                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
6119                  */
6120                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
6121                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
6122                         goto out_balanced;
6123         } else {
6124                 /*
6125                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
6126                  * imbalance_pct to be conservative.
6127                  */
6128                 if (100 * busiest->avg_load <=
6129                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
6130                         goto out_balanced;
6131         }
6132
6133 force_balance:
6134         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
6135         calculate_imbalance(env, &sds);
6136         return sds.busiest;
6137
6138 out_balanced:
6139         env->imbalance = 0;
6140         return NULL;
6141 }
6142
6143 /*
6144  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
6145  */
6146 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
6147                                      struct sched_group *group)
6148 {
6149         struct rq *busiest = NULL, *rq;
6150         unsigned long busiest_load = 0, busiest_power = 1;
6151         int i;
6152
6153         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6154                 unsigned long power, capacity, wl;
6155                 enum fbq_type rt;
6156
6157                 rq = cpu_rq(i);
6158                 rt = fbq_classify_rq(rq);
6159
6160                 /*
6161                  * We classify groups/runqueues into three groups:
6162                  *  - regular: there are !numa tasks
6163                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
6164                  *  - all:     there is no distinction
6165                  *
6166                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
6167                  * ignore those when there's better options.
6168                  *
6169                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
6170                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
6171                  * queue by moving tasks around inside the node.
6172                  *
6173                  * If we cannot move enough load due to this classification
6174                  * the next pass will adjust the group classification and
6175                  * allow migration of more tasks.
6176                  *
6177                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
6178                  */
6179                 if (rt > env->fbq_type)
6180                         continue;
6181
6182                 power = power_of(i);
6183                 capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE);
6184                 if (!capacity)
6185                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
6186
6187                 wl = weighted_cpuload(i);
6188
6189                 /*
6190                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
6191                  * which is not scaled with the cpu power.
6192                  */
6193                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
6194                         continue;
6195
6196                 /*
6197                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6198                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
6199                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
6200                  * running at a lower capacity.
6201                  *
6202                  * Thus we're looking for max(wl_i / power_i), crosswise
6203                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6204                  * to: wl_i * power_j > wl_j * power_i;  where j is our
6205                  * previous maximum.
6206                  */
6207                 if (wl * busiest_power > busiest_load * power) {
6208                         busiest_load = wl;
6209                         busiest_power = power;
6210                         busiest = rq;
6211                 }
6212         }
6213
6214         return busiest;
6215 }
6216
6217 /*
6218  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6219  * so long as it is large enough.
6220  */
6221 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6222
6223 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6224 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6225
6226 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6227 {
6228         struct sched_domain *sd = env->sd;
6229
6230         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6231
6232                 /*
6233                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6234                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6235                  * lowest numbered CPUs.
6236                  */
6237                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6238                         return 1;
6239         }
6240
6241         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6242 }
6243
6244 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6245
6246 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6247 {
6248         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6249         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6250         int cpu, balance_cpu = -1;
6251
6252         /*
6253          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6254          * to do the newly idle load balance.
6255          */
6256         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6257                 return 1;
6258
6259         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6260         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6261         /* Try to find first idle cpu */
6262         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6263                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6264                         continue;
6265
6266                 balance_cpu = cpu;
6267                 break;
6268         }
6269
6270         if (balance_cpu == -1)
6271                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6272
6273         /*
6274          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6275          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6276          */
6277         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6278 }
6279
6280 /*
6281  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6282  * tasks if there is an imbalance.
6283  */
6284 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6285                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6286                         int *continue_balancing)
6287 {
6288         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6289         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6290         struct sched_group *group;
6291         struct rq *busiest;
6292         unsigned long flags;
6293         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
6294
6295         struct lb_env env = {
6296                 .sd             = sd,
6297                 .dst_cpu        = this_cpu,
6298                 .dst_rq         = this_rq,
6299                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6300                 .idle           = idle,
6301                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6302                 .cpus           = cpus,
6303                 .fbq_type       = all,
6304         };
6305
6306         /*
6307          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6308          * other cpus in our group
6309          */
6310         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6311                 env.dst_grpmask = NULL;
6312
6313         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6314
6315         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6316
6317 redo:
6318         if (!should_we_balance(&env)) {
6319                 *continue_balancing = 0;
6320                 goto out_balanced;
6321         }
6322
6323         group = find_busiest_group(&env);
6324         if (!group) {
6325                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6326                 goto out_balanced;
6327         }
6328
6329         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6330         if (!busiest) {
6331                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6332                 goto out_balanced;
6333         }
6334
6335         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6336
6337         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6338
6339         ld_moved = 0;
6340         if (busiest->nr_running > 1) {
6341                 /*
6342                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6343                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6344                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6345                  * correctly treated as an imbalance.
6346                  */
6347                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6348                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6349                 env.src_rq    = busiest;
6350                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6351
6352 more_balance:
6353                 local_irq_save(flags);
6354                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
6355
6356                 /*
6357                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6358                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6359                  */
6360                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
6361                 ld_moved += cur_ld_moved;
6362                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
6363                 local_irq_restore(flags);
6364
6365                 /*
6366                  * some other cpu did the load balance for us.
6367                  */
6368                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
6369                         resched_cpu(env.dst_cpu);
6370
6371                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6372                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6373                         goto more_balance;
6374                 }
6375
6376                 /*
6377                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6378                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6379                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6380                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6381                  * sched_group.
6382                  *
6383                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6384                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6385                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6386                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6387                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6388                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6389                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6390                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6391                  * This however should not happen so much in practice and
6392                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6393                  * excess load moved.
6394                  */
6395                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6396
6397                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6398                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6399
6400                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6401                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6402                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6403                         env.loop         = 0;
6404                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6405
6406                         /*
6407                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6408                          * need to continue with same src_cpu.
6409                          */
6410                         goto more_balance;
6411                 }
6412
6413                 /*
6414                  * We failed to reach balance because of affinity.
6415                  */
6416                 if (sd_parent) {
6417                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgp->imbalance;
6418
6419                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6420                                 *group_imbalance = 1;
6421                         } else if (*group_imbalance)
6422                                 *group_imbalance = 0;
6423                 }
6424
6425                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6426                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6427                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6428                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6429                                 env.loop = 0;
6430                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6431                                 goto redo;
6432                         }
6433                         goto out_balanced;
6434                 }
6435         }
6436
6437         if (!ld_moved) {
6438                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
6439                 /*
6440                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
6441                  * We do not want newidle balance, which can be very
6442                  * frequent, pollute the failure counter causing
6443                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
6444                  */
6445                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
6446                         sd->nr_balance_failed++;
6447
6448                 if (need_active_balance(&env)) {
6449                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6450
6451                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
6452                          * if the curr task on busiest cpu can't be
6453                          * moved to this_cpu
6454                          */
6455                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
6456                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
6457                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
6458                                                             flags);
6459                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6460                                 goto out_one_pinned;
6461                         }
6462
6463                         /*
6464                          * ->active_balance synchronizes accesses to
6465                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
6466                          * only after active load balance is finished.
6467                          */
6468                         if (!busiest->active_balance) {
6469                                 busiest->active_balance = 1;
6470                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
6471                                 active_balance = 1;
6472                         }
6473                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
6474
6475                         if (active_balance) {
6476                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
6477                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
6478                                         &busiest->active_balance_work);
6479                         }
6480
6481                         /*
6482                          * We've kicked active balancing, reset the failure
6483                          * counter.
6484                          */
6485                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
6486                 }
6487         } else
6488                 sd->nr_balance_failed = 0;
6489
6490         if (likely(!active_balance)) {
6491                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
6492                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
6493         } else {
6494                 /*
6495                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
6496                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
6497                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
6498                  * move_tasks).
6499                  */
6500                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
6501                         sd->balance_interval *= 2;
6502         }
6503
6504         goto out;
6505
6506 out_balanced:
6507         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
6508
6509         sd->nr_balance_failed = 0;
6510
6511 out_one_pinned:
6512         /* tune up the balancing interval */
6513         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
6514                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
6515                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
6516                 sd->balance_interval *= 2;
6517
6518         ld_moved = 0;
6519 out:
6520         return ld_moved;
6521 }
6522
6523 /*
6524  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
6525  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
6526  */
6527 int idle_balance(struct rq *this_rq)
6528 {
6529         struct sched_domain *sd;
6530         int pulled_task = 0;
6531         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
6532         u64 curr_cost = 0;
6533         int this_cpu = this_rq->cpu;
6534
6535         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
6536                 return 0;
6537
6538         /*
6539          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
6540          */
6541         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
6542
6543         update_blocked_averages(this_cpu);
6544         rcu_read_lock();
6545         for_each_domain(this_cpu, sd) {
6546                 unsigned long interval;
6547                 int continue_balancing = 1;
6548                 u64 t0, domain_cost;
6549
6550                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6551                         continue;
6552
6553                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
6554                         break;
6555
6556                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
6557                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
6558
6559                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
6560                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
6561                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
6562                                                    &continue_balancing);
6563
6564                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
6565                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
6566                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
6567
6568                         curr_cost += domain_cost;
6569                 }
6570
6571                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6572                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
6573                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6574                 if (pulled_task)
6575                         break;
6576         }
6577         rcu_read_unlock();
6578
6579         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
6580
6581         /*
6582          * While browsing the domains, we released the rq lock.
6583          * A task could have be enqueued in the meantime
6584          */
6585         if (this_rq->nr_running && !pulled_task)
6586                 return 1;
6587
6588         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
6589                 /*
6590                  * We are going idle. next_balance may be set based on
6591                  * a busy processor. So reset next_balance.
6592                  */
6593                 this_rq->next_balance = next_balance;
6594         }
6595
6596         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
6597                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
6598
6599         return pulled_task;
6600 }
6601
6602 /*
6603  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
6604  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
6605  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
6606  * avoids physical / logical imbalances.
6607  */
6608 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
6609 {
6610         struct rq *busiest_rq = data;
6611         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
6612         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
6613         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
6614         struct sched_domain *sd;
6615
6616         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
6617
6618         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
6619         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
6620                      !busiest_rq->active_balance))
6621                 goto out_unlock;
6622
6623         /* Is there any task to move? */
6624         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
6625                 goto out_unlock;
6626
6627         /*
6628          * This condition is "impossible", if it occurs
6629          * we need to fix it. Originally reported by
6630          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
6631          */
6632         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
6633
6634         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
6635         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
6636
6637         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
6638         rcu_read_lock();
6639         for_each_domain(target_cpu, sd) {
6640                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
6641                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
6642                                 break;
6643         }
6644
6645         if (likely(sd)) {
6646                 struct lb_env env = {
6647                         .sd             = sd,
6648                         .dst_cpu        = target_cpu,
6649                         .dst_rq         = target_rq,
6650                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
6651                         .src_rq         = busiest_rq,
6652                         .idle           = CPU_IDLE,
6653                 };
6654
6655                 schedstat_inc(sd, alb_count);
6656
6657                 if (move_one_task(&env))
6658                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
6659                 else
6660                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
6661         }
6662         rcu_read_unlock();
6663         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
6664 out_unlock:
6665         busiest_rq->active_balance = 0;
6666         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
6667         return 0;
6668 }
6669
6670 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6671 /*
6672  * idle load balancing details
6673  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
6674  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
6675  *   load balancing for all the idle CPUs.
6676  */
6677 static struct {
6678         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6679         atomic_t nr_cpus;
6680         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6681 } nohz ____cacheline_aligned;
6682
6683 static inline int find_new_ilb(void)
6684 {
6685         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
6686
6687         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
6688                 return ilb;
6689
6690         return nr_cpu_ids;
6691 }
6692
6693 /*
6694  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
6695  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
6696  * CPU (if there is one).
6697  */
6698 static void nohz_balancer_kick(void)
6699 {
6700         int ilb_cpu;
6701
6702         nohz.next_balance++;
6703
6704         ilb_cpu = find_new_ilb();
6705
6706         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
6707                 return;
6708
6709         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
6710                 return;
6711         /*
6712          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
6713          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
6714          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
6715          * will be run before returning from the IPI.
6716          */
6717         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
6718         return;
6719 }
6720
6721 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
6722 {
6723         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
6724                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6725                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
6726                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6727         }
6728 }
6729
6730 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
6731 {
6732         struct sched_domain *sd;
6733         int cpu = smp_processor_id();
6734
6735         rcu_read_lock();
6736         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
6737
6738         if (!sd || !sd->nohz_idle)
6739                 goto unlock;
6740         sd->nohz_idle = 0;
6741
6742         atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6743 unlock:
6744         rcu_read_unlock();
6745 }
6746
6747 void set_cpu_sd_state_idle(void)
6748 {
6749         struct sched_domain *sd;
6750         int cpu = smp_processor_id();
6751
6752         rcu_read_lock();
6753         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
6754
6755         if (!sd || sd->nohz_idle)
6756                 goto unlock;
6757         sd->nohz_idle = 1;
6758
6759         atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6760 unlock:
6761         rcu_read_unlock();
6762 }
6763
6764 /*
6765  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
6766  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
6767  */
6768 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
6769 {
6770         /*
6771          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
6772          */
6773         if (!cpu_active(cpu))
6774                 return;
6775
6776         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
6777                 return;
6778
6779         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6780         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
6781         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6782 }
6783
6784 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
6785                                         unsigned long action, void *hcpu)
6786 {
6787         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6788         case CPU_DYING:
6789                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
6790                 return NOTIFY_OK;
6791         default:
6792                 return NOTIFY_DONE;
6793         }
6794 }
6795 #endif
6796
6797 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
6798
6799 /*
6800  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
6801  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
6802  */
6803 void update_max_interval(void)
6804 {
6805         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
6806 }
6807
6808 /*
6809  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
6810  * and initiates a balancing operation if so.
6811  *
6812  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
6813  */
6814 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
6815 {
6816         int continue_balancing = 1;
6817         int cpu = rq->cpu;
6818         unsigned long interval;
6819         struct sched_domain *sd;
6820         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
6821         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
6822         int update_next_balance = 0;
6823         int need_serialize, need_decay = 0;
6824         u64 max_cost = 0;
6825
6826         update_blocked_averages(cpu);
6827
6828         rcu_read_lock();
6829         for_each_domain(cpu, sd) {
6830                 /*
6831                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
6832                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
6833                  */
6834                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
6835                         sd->max_newidle_lb_cost =
6836                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
6837                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
6838                         need_decay = 1;
6839                 }
6840                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
6841
6842                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6843                         continue;
6844
6845                 /*
6846                  * Stop the load balance at this level. There is another
6847                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
6848                  * actively.
6849                  */
6850                 if (!continue_balancing) {
6851                         if (need_decay)
6852                                 continue;
6853                         break;
6854                 }
6855
6856                 interval = sd->balance_interval;
6857                 if (idle != CPU_IDLE)
6858                         interval *= sd->busy_factor;
6859
6860                 /* scale ms to jiffies */
6861                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
6862                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6863
6864                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
6865
6866                 if (need_serialize) {
6867                         if (!spin_trylock(&balancing))
6868                                 goto out;
6869                 }
6870
6871                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
6872                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
6873                                 /*
6874                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
6875                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
6876                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
6877                                  */
6878                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6879                         }
6880                         sd->last_balance = jiffies;
6881                 }
6882                 if (need_serialize)
6883                         spin_unlock(&balancing);
6884 out:
6885                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
6886                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6887                         update_next_balance = 1;
6888                 }
6889         }
6890         if (need_decay) {
6891                 /*
6892                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
6893                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
6894                  */
6895                 rq->max_idle_balance_cost =
6896                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
6897         }
6898         rcu_read_unlock();
6899
6900         /*
6901          * next_balance will be updated only when there is a need.
6902          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
6903          * updated.
6904          */
6905         if (likely(update_next_balance))
6906                 rq->next_balance = next_balance;
6907 }
6908
6909 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6910 /*
6911  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
6912  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
6913  */
6914 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
6915 {
6916         int this_cpu = this_rq->cpu;
6917         struct rq *rq;
6918         int balance_cpu;
6919
6920         if (idle != CPU_IDLE ||
6921             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
6922                 goto end;
6923
6924         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
6925                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
6926                         continue;
6927
6928                 /*
6929                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
6930                  * work being done for other cpus. Next load
6931                  * balancing owner will pick it up.
6932                  */
6933                 if (need_resched())
6934                         break;
6935
6936                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
6937
6938                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
6939                 update_rq_clock(rq);
6940                 update_idle_cpu_load(rq);
6941                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
6942
6943                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
6944
6945                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
6946                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
6947         }
6948         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
6949 end:
6950         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
6951 }
6952
6953 /*
6954  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
6955  * of an idle cpu is the system.
6956  *   - This rq has more than one task.
6957  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
6958  *     busy cpu's exceeding the group's power.
6959  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
6960  *     domain span are idle.
6961  */
6962 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq)
6963 {
6964         unsigned long now = jiffies;
6965         struct sched_domain *sd;
6966         struct sched_group_power *sgp;
6967         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
6968
6969         if (unlikely(rq->idle_balance))
6970                 return 0;
6971
6972        /*
6973         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
6974         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
6975         */
6976         set_cpu_sd_state_busy();
6977         nohz_balance_exit_idle(cpu);
6978
6979         /*
6980          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
6981          * balancing.
6982          */
6983         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
6984                 return 0;
6985
6986         if (time_before(now, nohz.next_balance))
6987                 return 0;
6988
6989         if (rq->nr_running >= 2)
6990                 goto need_kick;
6991
6992         rcu_read_lock();
6993         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
6994
6995         if (sd) {
6996                 sgp = sd->groups->sgp;
6997                 nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
6998
6999                 if (nr_busy > 1)
7000                         goto need_kick_unlock;
7001         }
7002
7003         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
7004
7005         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
7006                                   sched_domain_span(sd)) < cpu))
7007                 goto need_kick_unlock;
7008
7009         rcu_read_unlock();
7010         return 0;
7011
7012 need_kick_unlock:
7013         rcu_read_unlock();
7014 need_kick:
7015         return 1;
7016 }
7017 #else
7018 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
7019 #endif
7020
7021 /*
7022  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
7023  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
7024  */
7025 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
7026 {
7027         struct rq *this_rq = this_rq();
7028         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
7029                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7030
7031         rebalance_domains(this_rq, idle);
7032
7033         /*
7034          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
7035          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
7036          * stopped.
7037          */
7038         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
7039 }
7040
7041 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
7042 {
7043         return !rcu_dereference_sched(rq->sd);
7044 }
7045
7046 /*
7047  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
7048  */
7049 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
7050 {
7051         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
7052         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
7053                 return;
7054
7055         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
7056                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
7057 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7058         if (nohz_kick_needed(rq))
7059                 nohz_balancer_kick();
7060 #endif
7061 }
7062
7063 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
7064 {
7065         update_sysctl();
7066 }
7067
7068 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
7069 {
7070         update_sysctl();
7071
7072         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
7073         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
7074 }
7075
7076 #endif /* CONFIG_SMP */
7077
7078 /*
7079  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
7080  */
7081 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
7082 {
7083         struct cfs_rq *cfs_rq;
7084         struct sched_entity *se = &curr->se;
7085
7086         for_each_sched_entity(se) {
7087                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7088                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
7089         }
7090
7091         if (numabalancing_enabled)
7092                 task_tick_numa(rq, curr);
7093
7094         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
7095 }
7096
7097 /*
7098  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
7099  *  - child not yet on the tasklist
7100  *  - preemption disabled
7101  */
7102 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
7103 {
7104         struct cfs_rq *cfs_rq;
7105         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
7106         int this_cpu = smp_processor_id();
7107         struct rq *rq = this_rq();
7108         unsigned long flags;
7109
7110         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7111
7112         update_rq_clock(rq);
7113
7114         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
7115         curr = cfs_rq->curr;
7116
7117         /*
7118          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
7119          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
7120          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
7121          * of child point to valid ones.
7122          */
7123         rcu_read_lock();
7124         __set_task_cpu(p, this_cpu);
7125         rcu_read_unlock();
7126
7127         update_curr(cfs_rq);
7128
7129         if (curr)
7130                 se->vruntime = curr->vruntime;
7131         place_entity(cfs_rq, se, 1);
7132
7133         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
7134                 /*
7135                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
7136                  * 'current' within the tree based on its new key value.
7137                  */
7138                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
7139                 resched_task(rq->curr);
7140         }
7141
7142         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7143
7144         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7145 }
7146
7147 /*
7148  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
7149  * the current task.
7150  */
7151 static void
7152 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
7153 {
7154         if (!p->se.on_rq)
7155                 return;
7156
7157         /*
7158          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
7159          * our priority decreased, or if we are not currently running on
7160          * this runqueue and our priority is higher than the current's
7161          */
7162         if (rq->curr == p) {
7163                 if (p->prio > oldprio)
7164                         resched_task(rq->curr);
7165         } else
7166                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7167 }
7168
7169 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7170 {
7171         struct sched_entity *se = &p->se;
7172         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7173
7174         /*
7175          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
7176          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
7177          * do the right thing.
7178          *
7179          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
7180          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
7181          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
7182          */
7183         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
7184                 /*
7185                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
7186                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
7187                  */
7188                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
7189                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7190         }
7191
7192 #ifdef CONFIG_SMP
7193         /*
7194         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
7195         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
7196         * switch back.
7197         */
7198         if (se->avg.decay_count) {
7199                 __synchronize_entity_decay(se);
7200                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
7201         }
7202 #endif
7203 }
7204
7205 /*
7206  * We switched to the sched_fair class.
7207  */
7208 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7209 {
7210         if (!p->se.on_rq)
7211                 return;
7212
7213         /*
7214          * We were most likely switched from sched_rt, so
7215          * kick off the schedule if running, otherwise just see
7216          * if we can still preempt the current task.
7217          */
7218         if (rq->curr == p)
7219                 resched_task(rq->curr);
7220         else
7221                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7222 }
7223
7224 /* Account for a task changing its policy or group.
7225  *
7226  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
7227  * migrates between groups/classes.
7228  */
7229 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
7230 {
7231         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
7232
7233         for_each_sched_entity(se) {
7234                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7235
7236                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7237                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
7238                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
7239         }
7240 }
7241
7242 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7243 {
7244         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7245         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7246 #ifndef CONFIG_64BIT
7247         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7248 #endif
7249 #ifdef CONFIG_SMP
7250         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
7251         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
7252 #endif
7253 }
7254
7255 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7256 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
7257 {
7258         struct sched_entity *se = &p->se;
7259         struct cfs_rq *cfs_rq;
7260
7261         /*
7262          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7263          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7264          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7265          * bonus in place_entity()).
7266          *
7267          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7268          * ->vruntime to a relative base.
7269          *
7270          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7271          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7272          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7273          */
7274         /*
7275          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7276          * But there are some cases where it has already been normalized:
7277          *
7278          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7279          *   wake_up_new_task().
7280          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7281          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7282          *
7283          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7284          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7285          */
7286         if (!on_rq && (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7287                 on_rq = 1;
7288
7289         if (!on_rq)
7290                 se->vruntime -= cfs_rq_of(se)->min_vruntime;
7291         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7292         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7293         if (!on_rq) {
7294                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7295                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7296 #ifdef CONFIG_SMP
7297                 /*
7298                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
7299                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
7300                  * decay.
7301                  */
7302                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
7303                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
7304 #endif
7305         }
7306 }
7307
7308 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
7309 {
7310         int i;
7311
7312         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7313
7314         for_each_possible_cpu(i) {
7315                 if (tg->cfs_rq)
7316                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
7317                 if (tg->se)
7318                         kfree(tg->se[i]);
7319         }
7320
7321         kfree(tg->cfs_rq);
7322         kfree(tg->se);
7323 }
7324
7325 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7326 {
7327         struct cfs_rq *cfs_rq;
7328         struct sched_entity *se;
7329         int i;
7330
7331         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7332         if (!tg->cfs_rq)
7333                 goto err;
7334         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7335         if (!tg->se)
7336                 goto err;
7337
7338         tg->shares = NICE_0_LOAD;
7339
7340         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7341
7342         for_each_possible_cpu(i) {
7343                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
7344                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7345                 if (!cfs_rq)
7346                         goto err;
7347
7348                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
7349                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7350                 if (!se)
7351                         goto err_free_rq;
7352
7353                 init_cfs_rq(cfs_rq);
7354                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
7355         }
7356
7357         return 1;
7358
7359 err_free_rq:
7360         kfree(cfs_rq);
7361 err:
7362         return 0;
7363 }
7364
7365 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
7366 {
7367         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7368         unsigned long flags;
7369
7370         /*
7371         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
7372         * check on_list without danger of it being re-added.
7373         */
7374         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
7375                 return;
7376
7377         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7378         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
7379         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7380 }
7381
7382 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
7383                         struct sched_entity *se, int cpu,
7384                         struct sched_entity *parent)
7385 {
7386         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7387
7388         cfs_rq->tg = tg;
7389         cfs_rq->rq = rq;
7390         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
7391
7392         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
7393         tg->se[cpu] = se;
7394
7395         /* se could be NULL for root_task_group */
7396         if (!se)
7397                 return;
7398
7399         if (!parent) {
7400                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
7401                 se->depth = 0;
7402         } else {
7403                 se->cfs_rq = parent->my_q;
7404                 se->depth = parent->depth + 1;
7405         }
7406
7407         se->my_q = cfs_rq;
7408         /* guarantee group entities always have weight */
7409         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
7410         se->parent = parent;
7411 }
7412
7413 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
7414
7415 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
7416 {
7417         int i;
7418         unsigned long flags;
7419
7420         /*
7421          * We can't change the weight of the root cgroup.
7422          */
7423         if (!tg->se[0])
7424                 return -EINVAL;
7425
7426         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
7427
7428         mutex_lock(&shares_mutex);
7429         if (tg->shares == shares)
7430                 goto done;
7431
7432         tg->shares = shares;
7433         for_each_possible_cpu(i) {
7434                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7435                 struct sched_entity *se;
7436
7437                 se = tg->se[i];
7438                 /* Propagate contribution to hierarchy */
7439                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7440
7441                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
7442                 update_rq_clock(rq);
7443                 for_each_sched_entity(se)
7444                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
7445                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7446         }
7447
7448 done:
7449         mutex_unlock(&shares_mutex);
7450         return 0;
7451 }
7452 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7453
7454 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
7455
7456 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7457 {
7458         return 1;
7459 }
7460
7461 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
7462
7463 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7464
7465
7466 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
7467 {
7468         struct sched_entity *se = &task->se;
7469         unsigned int rr_interval = 0;
7470
7471         /*
7472          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
7473          * idle runqueue:
7474          */
7475         if (rq->cfs.load.weight)
7476                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
7477
7478         return rr_interval;
7479 }
7480
7481 /*
7482  * All the scheduling class methods:
7483  */
7484 const struct sched_class fair_sched_class = {
7485         .next                   = &idle_sched_class,
7486         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
7487         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
7488         .yield_task             = yield_task_fair,
7489         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
7490
7491         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
7492
7493         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
7494         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
7495
7496 #ifdef CONFIG_SMP
7497         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
7498         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
7499
7500         .rq_online              = rq_online_fair,
7501         .rq_offline             = rq_offline_fair,
7502
7503         .task_waking            = task_waking_fair,
7504 #endif
7505
7506         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
7507         .task_tick              = task_tick_fair,
7508         .task_fork              = task_fork_fair,
7509
7510         .prio_changed           = prio_changed_fair,
7511         .switched_from          = switched_from_fair,
7512         .switched_to            = switched_to_fair,
7513
7514         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
7515
7516 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7517         .task_move_group        = task_move_group_fair,
7518 #endif
7519 };
7520
7521 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7522 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
7523 {
7524         struct cfs_rq *cfs_rq;
7525
7526         rcu_read_lock();
7527         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
7528                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
7529         rcu_read_unlock();
7530 }
7531 #endif
7532
7533 __init void init_sched_fair_class(void)
7534 {
7535 #ifdef CONFIG_SMP
7536         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
7537
7538 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7539         nohz.next_balance = jiffies;
7540         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
7541         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
7542 #endif
7543 #endif /* SMP */
7544
7545 }