sched/numa: Use effective_load() to balance NUMA loads
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/profile.h>
28 #include <linux/interrupt.h>
29 #include <linux/mempolicy.h>
30 #include <linux/migrate.h>
31 #include <linux/task_work.h>
32
33 #include <trace/events/sched.h>
34
35 #include "sched.h"
36
37 /*
38  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
39  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
40  *
41  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
42  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
43  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
44  * based scheduling concepts.
45  *
46  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
47  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
48  */
49 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
50 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51
52 /*
53  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
54  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
55  *
56  * Options are:
57  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
58  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
60  */
61 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
62         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
63
64 /*
65  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
66  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
69 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70
71 /*
72  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
73  */
74 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
75
76 /*
77  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
78  * parent will (try to) run first.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
81
82 /*
83  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
84  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
85  *
86  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
87  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
88  * have immediate wakeup/sleep latencies.
89  */
90 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
91 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92
93 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
94
95 /*
96  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
97  * distribution.
98  * (default: 10msec)
99  */
100 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
101
102 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
103 /*
104  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
105  * each time a cfs_rq requests quota.
106  *
107  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
108  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
109  * we will always only issue the remaining available time.
110  *
111  * default: 5 msec, units: microseconds
112   */
113 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
114 #endif
115
116 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
117 {
118         lw->weight += inc;
119         lw->inv_weight = 0;
120 }
121
122 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
123 {
124         lw->weight -= dec;
125         lw->inv_weight = 0;
126 }
127
128 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
129 {
130         lw->weight = w;
131         lw->inv_weight = 0;
132 }
133
134 /*
135  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
136  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
137  * to users decreases. But the relationship is not linear,
138  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
139  * number of CPUs.
140  *
141  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
142  */
143 static int get_update_sysctl_factor(void)
144 {
145         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
146         unsigned int factor;
147
148         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
149         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
150                 factor = 1;
151                 break;
152         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
153                 factor = cpus;
154                 break;
155         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
156         default:
157                 factor = 1 + ilog2(cpus);
158                 break;
159         }
160
161         return factor;
162 }
163
164 static void update_sysctl(void)
165 {
166         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
167
168 #define SET_SYSCTL(name) \
169         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
170         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
171         SET_SYSCTL(sched_latency);
172         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
173 #undef SET_SYSCTL
174 }
175
176 void sched_init_granularity(void)
177 {
178         update_sysctl();
179 }
180
181 #define WMULT_CONST     (~0U)
182 #define WMULT_SHIFT     32
183
184 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
185 {
186         unsigned long w;
187
188         if (likely(lw->inv_weight))
189                 return;
190
191         w = scale_load_down(lw->weight);
192
193         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
194                 lw->inv_weight = 1;
195         else if (unlikely(!w))
196                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
197         else
198                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
199 }
200
201 /*
202  * delta_exec * weight / lw.weight
203  *   OR
204  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
205  *
206  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
207  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
208  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
209  *
210  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
211  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
212  */
213 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
214 {
215         u64 fact = scale_load_down(weight);
216         int shift = WMULT_SHIFT;
217
218         __update_inv_weight(lw);
219
220         if (unlikely(fact >> 32)) {
221                 while (fact >> 32) {
222                         fact >>= 1;
223                         shift--;
224                 }
225         }
226
227         /* hint to use a 32x32->64 mul */
228         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
229
230         while (fact >> 32) {
231                 fact >>= 1;
232                 shift--;
233         }
234
235         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
236 }
237
238
239 const struct sched_class fair_sched_class;
240
241 /**************************************************************
242  * CFS operations on generic schedulable entities:
243  */
244
245 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
246
247 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
248 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
249 {
250         return cfs_rq->rq;
251 }
252
253 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
254 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
255
256 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
257 {
258 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
259         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
260 #endif
261         return container_of(se, struct task_struct, se);
262 }
263
264 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
265 #define for_each_sched_entity(se) \
266                 for (; se; se = se->parent)
267
268 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
269 {
270         return p->se.cfs_rq;
271 }
272
273 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
274 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
275 {
276         return se->cfs_rq;
277 }
278
279 /* runqueue "owned" by this group */
280 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
281 {
282         return grp->my_q;
283 }
284
285 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
286                                        int force_update);
287
288 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
289 {
290         if (!cfs_rq->on_list) {
291                 /*
292                  * Ensure we either appear before our parent (if already
293                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
294                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
295                  * reduces this to two cases.
296                  */
297                 if (cfs_rq->tg->parent &&
298                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
299                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
300                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
301                 } else {
302                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
303                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
304                 }
305
306                 cfs_rq->on_list = 1;
307                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
308                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
309         }
310 }
311
312 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
313 {
314         if (cfs_rq->on_list) {
315                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
316                 cfs_rq->on_list = 0;
317         }
318 }
319
320 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
321 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
322         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
323
324 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
325 static inline struct cfs_rq *
326 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
327 {
328         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
329                 return se->cfs_rq;
330
331         return NULL;
332 }
333
334 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
335 {
336         return se->parent;
337 }
338
339 static void
340 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
341 {
342         int se_depth, pse_depth;
343
344         /*
345          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
346          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
347          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
348          * parent.
349          */
350
351         /* First walk up until both entities are at same depth */
352         se_depth = (*se)->depth;
353         pse_depth = (*pse)->depth;
354
355         while (se_depth > pse_depth) {
356                 se_depth--;
357                 *se = parent_entity(*se);
358         }
359
360         while (pse_depth > se_depth) {
361                 pse_depth--;
362                 *pse = parent_entity(*pse);
363         }
364
365         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
366                 *se = parent_entity(*se);
367                 *pse = parent_entity(*pse);
368         }
369 }
370
371 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
372
373 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
374 {
375         return container_of(se, struct task_struct, se);
376 }
377
378 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
379 {
380         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
381 }
382
383 #define entity_is_task(se)      1
384
385 #define for_each_sched_entity(se) \
386                 for (; se; se = NULL)
387
388 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
389 {
390         return &task_rq(p)->cfs;
391 }
392
393 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
394 {
395         struct task_struct *p = task_of(se);
396         struct rq *rq = task_rq(p);
397
398         return &rq->cfs;
399 }
400
401 /* runqueue "owned" by this group */
402 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
403 {
404         return NULL;
405 }
406
407 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
408 {
409 }
410
411 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
412 {
413 }
414
415 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
416                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
417
418 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
419 {
420         return NULL;
421 }
422
423 static inline void
424 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
425 {
426 }
427
428 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
429
430 static __always_inline
431 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
432
433 /**************************************************************
434  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
435  */
436
437 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
438 {
439         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
440         if (delta > 0)
441                 max_vruntime = vruntime;
442
443         return max_vruntime;
444 }
445
446 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
447 {
448         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
449         if (delta < 0)
450                 min_vruntime = vruntime;
451
452         return min_vruntime;
453 }
454
455 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
456                                 struct sched_entity *b)
457 {
458         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
459 }
460
461 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
462 {
463         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
464
465         if (cfs_rq->curr)
466                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
467
468         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
469                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
470                                                    struct sched_entity,
471                                                    run_node);
472
473                 if (!cfs_rq->curr)
474                         vruntime = se->vruntime;
475                 else
476                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
477         }
478
479         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
480         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
481 #ifndef CONFIG_64BIT
482         smp_wmb();
483         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
484 #endif
485 }
486
487 /*
488  * Enqueue an entity into the rb-tree:
489  */
490 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
491 {
492         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
493         struct rb_node *parent = NULL;
494         struct sched_entity *entry;
495         int leftmost = 1;
496
497         /*
498          * Find the right place in the rbtree:
499          */
500         while (*link) {
501                 parent = *link;
502                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
503                 /*
504                  * We dont care about collisions. Nodes with
505                  * the same key stay together.
506                  */
507                 if (entity_before(se, entry)) {
508                         link = &parent->rb_left;
509                 } else {
510                         link = &parent->rb_right;
511                         leftmost = 0;
512                 }
513         }
514
515         /*
516          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
517          * used):
518          */
519         if (leftmost)
520                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
521
522         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
523         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
524 }
525
526 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
527 {
528         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
529                 struct rb_node *next_node;
530
531                 next_node = rb_next(&se->run_node);
532                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
533         }
534
535         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
536 }
537
538 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
539 {
540         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
541
542         if (!left)
543                 return NULL;
544
545         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
546 }
547
548 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
549 {
550         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
551
552         if (!next)
553                 return NULL;
554
555         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
556 }
557
558 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
559 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
560 {
561         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
562
563         if (!last)
564                 return NULL;
565
566         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
567 }
568
569 /**************************************************************
570  * Scheduling class statistics methods:
571  */
572
573 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
574                 void __user *buffer, size_t *lenp,
575                 loff_t *ppos)
576 {
577         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
578         int factor = get_update_sysctl_factor();
579
580         if (ret || !write)
581                 return ret;
582
583         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
584                                         sysctl_sched_min_granularity);
585
586 #define WRT_SYSCTL(name) \
587         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
588         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
589         WRT_SYSCTL(sched_latency);
590         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
591 #undef WRT_SYSCTL
592
593         return 0;
594 }
595 #endif
596
597 /*
598  * delta /= w
599  */
600 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
601 {
602         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
603                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
604
605         return delta;
606 }
607
608 /*
609  * The idea is to set a period in which each task runs once.
610  *
611  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
612  * this period because otherwise the slices get too small.
613  *
614  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
615  */
616 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
617 {
618         u64 period = sysctl_sched_latency;
619         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
620
621         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
622                 period = sysctl_sched_min_granularity;
623                 period *= nr_running;
624         }
625
626         return period;
627 }
628
629 /*
630  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
631  * proportional to the weight.
632  *
633  * s = p*P[w/rw]
634  */
635 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
636 {
637         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
638
639         for_each_sched_entity(se) {
640                 struct load_weight *load;
641                 struct load_weight lw;
642
643                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
644                 load = &cfs_rq->load;
645
646                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
647                         lw = cfs_rq->load;
648
649                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
650                         load = &lw;
651                 }
652                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
653         }
654         return slice;
655 }
656
657 /*
658  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
659  *
660  * vs = s/w
661  */
662 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
663 {
664         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
665 }
666
667 #ifdef CONFIG_SMP
668 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
669
670 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
671
672 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
673 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
674 {
675         u32 slice;
676
677         p->se.avg.decay_count = 0;
678         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
679         p->se.avg.runnable_avg_sum = slice;
680         p->se.avg.runnable_avg_period = slice;
681         __update_task_entity_contrib(&p->se);
682 }
683 #else
684 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
685 {
686 }
687 #endif
688
689 /*
690  * Update the current task's runtime statistics.
691  */
692 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
693 {
694         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
695         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
696         u64 delta_exec;
697
698         if (unlikely(!curr))
699                 return;
700
701         delta_exec = now - curr->exec_start;
702         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
703                 return;
704
705         curr->exec_start = now;
706
707         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
708                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
709
710         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
711         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
712
713         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
714         update_min_vruntime(cfs_rq);
715
716         if (entity_is_task(curr)) {
717                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
718
719                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
720                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
721                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
722         }
723
724         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
725 }
726
727 static inline void
728 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
729 {
730         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
731 }
732
733 /*
734  * Task is being enqueued - update stats:
735  */
736 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
737 {
738         /*
739          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
740          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
741          */
742         if (se != cfs_rq->curr)
743                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
744 }
745
746 static void
747 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
748 {
749         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
750                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
751         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
752         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
753                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
754 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
755         if (entity_is_task(se)) {
756                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
757                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
758         }
759 #endif
760         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
761 }
762
763 static inline void
764 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
765 {
766         /*
767          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
768          * waiting task:
769          */
770         if (se != cfs_rq->curr)
771                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
772 }
773
774 /*
775  * We are picking a new current task - update its stats:
776  */
777 static inline void
778 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
779 {
780         /*
781          * We are starting a new run period:
782          */
783         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
784 }
785
786 /**************************************************
787  * Scheduling class queueing methods:
788  */
789
790 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
791 /*
792  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
793  * calculated based on the tasks virtual memory size and
794  * numa_balancing_scan_size.
795  */
796 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
797 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
798
799 /* Portion of address space to scan in MB */
800 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
801
802 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
803 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
804
805 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
806 {
807         unsigned long rss = 0;
808         unsigned long nr_scan_pages;
809
810         /*
811          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
812          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
813          * on resident pages
814          */
815         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
816         rss = get_mm_rss(p->mm);
817         if (!rss)
818                 rss = nr_scan_pages;
819
820         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
821         return rss / nr_scan_pages;
822 }
823
824 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
825 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
826
827 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
828 {
829         unsigned int scan, floor;
830         unsigned int windows = 1;
831
832         if (sysctl_numa_balancing_scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
833                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / sysctl_numa_balancing_scan_size;
834         floor = 1000 / windows;
835
836         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
837         return max_t(unsigned int, floor, scan);
838 }
839
840 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
841 {
842         unsigned int smin = task_scan_min(p);
843         unsigned int smax;
844
845         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
846         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
847         return max(smin, smax);
848 }
849
850 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
851 {
852         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
853         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
854 }
855
856 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
857 {
858         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
859         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
860 }
861
862 struct numa_group {
863         atomic_t refcount;
864
865         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
866         int nr_tasks;
867         pid_t gid;
868         struct list_head task_list;
869
870         struct rcu_head rcu;
871         nodemask_t active_nodes;
872         unsigned long total_faults;
873         /*
874          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
875          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
876          * more by CPU use than by memory faults.
877          */
878         unsigned long *faults_cpu;
879         unsigned long faults[0];
880 };
881
882 /* Shared or private faults. */
883 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
884
885 /* Memory and CPU locality */
886 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
887
888 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
889 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
890
891 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
892 {
893         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
894 }
895
896 static inline int task_faults_idx(int nid, int priv)
897 {
898         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * nid + priv;
899 }
900
901 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
902 {
903         if (!p->numa_faults_memory)
904                 return 0;
905
906         return p->numa_faults_memory[task_faults_idx(nid, 0)] +
907                 p->numa_faults_memory[task_faults_idx(nid, 1)];
908 }
909
910 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
911 {
912         if (!p->numa_group)
913                 return 0;
914
915         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 0)] +
916                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 1)];
917 }
918
919 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
920 {
921         return group->faults_cpu[task_faults_idx(nid, 0)] +
922                 group->faults_cpu[task_faults_idx(nid, 1)];
923 }
924
925 /*
926  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
927  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
928  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
929  * evenly spread out between numa nodes.
930  */
931 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid)
932 {
933         unsigned long total_faults;
934
935         if (!p->numa_faults_memory)
936                 return 0;
937
938         total_faults = p->total_numa_faults;
939
940         if (!total_faults)
941                 return 0;
942
943         return 1000 * task_faults(p, nid) / total_faults;
944 }
945
946 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid)
947 {
948         if (!p->numa_group || !p->numa_group->total_faults)
949                 return 0;
950
951         return 1000 * group_faults(p, nid) / p->numa_group->total_faults;
952 }
953
954 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
955                                 int src_nid, int dst_cpu)
956 {
957         struct numa_group *ng = p->numa_group;
958         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
959         int last_cpupid, this_cpupid;
960
961         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
962
963         /*
964          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
965          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
966          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
967          *
968          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
969          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
970          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
971          *
972          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
973          * same result twice in a row, given these samples are fully
974          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
975          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
976          *
977          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
978          * act on an unlikely task<->page relation.
979          */
980         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
981         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
982                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
983                 return false;
984
985         /* Always allow migrate on private faults */
986         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
987                 return true;
988
989         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
990         if (!ng)
991                 return true;
992
993         /*
994          * Do not migrate if the destination is not a node that
995          * is actively used by this numa group.
996          */
997         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
998                 return false;
999
1000         /*
1001          * Source is a node that is not actively used by this
1002          * numa group, while the destination is. Migrate.
1003          */
1004         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1005                 return true;
1006
1007         /*
1008          * Both source and destination are nodes in active
1009          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1010          * by migrating from more heavily used groups, to less
1011          * heavily used ones, spreading the load around.
1012          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1013          */
1014         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1015 }
1016
1017 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1018 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1019 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1020 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1021 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1022
1023 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1024 struct numa_stats {
1025         unsigned long nr_running;
1026         unsigned long load;
1027
1028         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1029         unsigned long compute_capacity;
1030
1031         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1032         unsigned long task_capacity;
1033         int has_free_capacity;
1034 };
1035
1036 /*
1037  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1038  */
1039 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1040 {
1041         int cpu, cpus = 0;
1042
1043         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1044         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1045                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1046
1047                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1048                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1049                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1050
1051                 cpus++;
1052         }
1053
1054         /*
1055          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1056          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1057          * not find this node attractive.
1058          *
1059          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1060          * imbalance and bail there.
1061          */
1062         if (!cpus)
1063                 return;
1064
1065         ns->task_capacity =
1066                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE);
1067         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1068 }
1069
1070 struct task_numa_env {
1071         struct task_struct *p;
1072
1073         int src_cpu, src_nid;
1074         int dst_cpu, dst_nid;
1075
1076         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1077
1078         int imbalance_pct;
1079
1080         struct task_struct *best_task;
1081         long best_imp;
1082         int best_cpu;
1083 };
1084
1085 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1086                              struct task_struct *p, long imp)
1087 {
1088         if (env->best_task)
1089                 put_task_struct(env->best_task);
1090         if (p)
1091                 get_task_struct(p);
1092
1093         env->best_task = p;
1094         env->best_imp = imp;
1095         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1096 }
1097
1098 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1099                                 struct task_numa_env *env)
1100 {
1101         long imb, old_imb;
1102         long orig_src_load, orig_dst_load;
1103         long src_capacity, dst_capacity;
1104
1105         /*
1106          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1107          *
1108          * src_load        dst_load
1109          * ------------ vs ---------
1110          * src_capacity    dst_capacity
1111          */
1112         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1113         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1114
1115         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1116         if (dst_load < src_load)
1117                 swap(dst_load, src_load);
1118
1119         /* Is the difference below the threshold? */
1120         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1121               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1122         if (imb <= 0)
1123                 return false;
1124
1125         /*
1126          * The imbalance is above the allowed threshold.
1127          * Compare it with the old imbalance.
1128          */
1129         orig_src_load = env->src_stats.load;
1130         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1131
1132         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1133                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1134
1135         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1136                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1137
1138         /* Would this change make things worse? */
1139         return (imb > old_imb);
1140 }
1141
1142 /*
1143  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1144  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1145  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1146  * be exchanged with the source task
1147  */
1148 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1149                               long taskimp, long groupimp)
1150 {
1151         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1152         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1153         struct task_struct *cur;
1154         struct task_group *tg;
1155         long src_load, dst_load;
1156         long load;
1157         long imp = (groupimp > 0) ? groupimp : taskimp;
1158
1159         rcu_read_lock();
1160         cur = ACCESS_ONCE(dst_rq->curr);
1161         if (cur->pid == 0) /* idle */
1162                 cur = NULL;
1163
1164         /*
1165          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1166          * source and destination node. Calculate the total differential for
1167          * the source task and potential destination task. The more negative
1168          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1169          * be incurred if the tasks were swapped.
1170          */
1171         if (cur) {
1172                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1173                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1174                         goto unlock;
1175
1176                 /*
1177                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1178                  * in any group then look only at task weights.
1179                  */
1180                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1181                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid) -
1182                               task_weight(cur, env->dst_nid);
1183                         /*
1184                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1185                          * tasks within a group over tiny differences.
1186                          */
1187                         if (cur->numa_group)
1188                                 imp -= imp/16;
1189                 } else {
1190                         /*
1191                          * Compare the group weights. If a task is all by
1192                          * itself (not part of a group), use the task weight
1193                          * instead.
1194                          */
1195                         if (env->p->numa_group)
1196                                 imp = groupimp;
1197                         else
1198                                 imp = taskimp;
1199
1200                         if (cur->numa_group)
1201                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid) -
1202                                        group_weight(cur, env->dst_nid);
1203                         else
1204                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid) -
1205                                        task_weight(cur, env->dst_nid);
1206                 }
1207         }
1208
1209         if (imp < env->best_imp)
1210                 goto unlock;
1211
1212         if (!cur) {
1213                 /* Is there capacity at our destination? */
1214                 if (env->src_stats.has_free_capacity &&
1215                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1216                         goto unlock;
1217
1218                 goto balance;
1219         }
1220
1221         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1222         if (src_rq->nr_running == 1 && dst_rq->nr_running == 1)
1223                 goto assign;
1224
1225         /*
1226          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1227          */
1228 balance:
1229         src_load = env->src_stats.load;
1230         dst_load = env->dst_stats.load;
1231
1232         /* Calculate the effect of moving env->p from src to dst. */
1233         load = env->p->se.load.weight;
1234         tg = task_group(env->p);
1235         src_load += effective_load(tg, env->src_cpu, -load, -load);
1236         dst_load += effective_load(tg, env->dst_cpu, load, load);
1237
1238         if (cur) {
1239                 /* Cur moves in the opposite direction. */
1240                 load = cur->se.load.weight;
1241                 tg = task_group(cur);
1242                 src_load += effective_load(tg, env->src_cpu, load, load);
1243                 dst_load += effective_load(tg, env->dst_cpu, -load, -load);
1244         }
1245
1246         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1247                 goto unlock;
1248
1249 assign:
1250         task_numa_assign(env, cur, imp);
1251 unlock:
1252         rcu_read_unlock();
1253 }
1254
1255 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1256                                 long taskimp, long groupimp)
1257 {
1258         int cpu;
1259
1260         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1261                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1262                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1263                         continue;
1264
1265                 env->dst_cpu = cpu;
1266                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1267         }
1268 }
1269
1270 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1271 {
1272         struct task_numa_env env = {
1273                 .p = p,
1274
1275                 .src_cpu = task_cpu(p),
1276                 .src_nid = task_node(p),
1277
1278                 .imbalance_pct = 112,
1279
1280                 .best_task = NULL,
1281                 .best_imp = 0,
1282                 .best_cpu = -1
1283         };
1284         struct sched_domain *sd;
1285         unsigned long taskweight, groupweight;
1286         int nid, ret;
1287         long taskimp, groupimp;
1288
1289         /*
1290          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1291          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1292          *
1293          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1294          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1295          * to satisfy here.
1296          */
1297         rcu_read_lock();
1298         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1299         if (sd)
1300                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1301         rcu_read_unlock();
1302
1303         /*
1304          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1305          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1306          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1307          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1308          */
1309         if (unlikely(!sd)) {
1310                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1311                 return -EINVAL;
1312         }
1313
1314         taskweight = task_weight(p, env.src_nid);
1315         groupweight = group_weight(p, env.src_nid);
1316         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1317         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1318         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid) - taskweight;
1319         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid) - groupweight;
1320         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1321
1322         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1323         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1324
1325         /* No space available on the preferred nid. Look elsewhere. */
1326         if (env.best_cpu == -1) {
1327                 for_each_online_node(nid) {
1328                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1329                                 continue;
1330
1331                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1332                         taskimp = task_weight(p, nid) - taskweight;
1333                         groupimp = group_weight(p, nid) - groupweight;
1334                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1335                                 continue;
1336
1337                         env.dst_nid = nid;
1338                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1339                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1340                 }
1341         }
1342
1343         /* No better CPU than the current one was found. */
1344         if (env.best_cpu == -1)
1345                 return -EAGAIN;
1346
1347         /*
1348          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1349          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1350          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1351          * settle down.
1352          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1353          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1354          */
1355         if (p->numa_group && node_isset(env.dst_nid, p->numa_group->active_nodes))
1356                 sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1357
1358         /*
1359          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1360          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1361          */
1362         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1363
1364         if (env.best_task == NULL) {
1365                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1366                 if (ret != 0)
1367                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1368                 return ret;
1369         }
1370
1371         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1372         if (ret != 0)
1373                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1374         put_task_struct(env.best_task);
1375         return ret;
1376 }
1377
1378 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1379 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1380 {
1381         unsigned long interval = HZ;
1382
1383         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1384         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults_memory))
1385                 return;
1386
1387         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1388         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1389         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1390
1391         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1392         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1393                 return;
1394
1395         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1396         task_numa_migrate(p);
1397 }
1398
1399 /*
1400  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1401  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1402  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1403  * located.
1404  *
1405  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1406  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1407  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1408  * only removed when they drop below 3/16.
1409  */
1410 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1411 {
1412         unsigned long faults, max_faults = 0;
1413         int nid;
1414
1415         for_each_online_node(nid) {
1416                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1417                 if (faults > max_faults)
1418                         max_faults = faults;
1419         }
1420
1421         for_each_online_node(nid) {
1422                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1423                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1424                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1425                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1426                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1427                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1428         }
1429 }
1430
1431 /*
1432  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1433  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1434  * period will be for the next scan window. If local/remote ratio is below
1435  * NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS) the
1436  * scan period will decrease
1437  */
1438 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1439 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 3
1440
1441 /*
1442  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1443  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1444  * the page accesses are shared with other processes.
1445  * Otherwise, decrease the scan period.
1446  */
1447 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1448                         unsigned long shared, unsigned long private)
1449 {
1450         unsigned int period_slot;
1451         int ratio;
1452         int diff;
1453
1454         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1455         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1456
1457         /*
1458          * If there were no record hinting faults then either the task is
1459          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1460          * to automatic numa balancing. Scan slower
1461          */
1462         if (local + shared == 0) {
1463                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1464                         p->numa_scan_period << 1);
1465
1466                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1467                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1468
1469                 return;
1470         }
1471
1472         /*
1473          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1474          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1475          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1476          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1477          */
1478         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1479         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1480         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1481                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1482                 if (!slot)
1483                         slot = 1;
1484                 diff = slot * period_slot;
1485         } else {
1486                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1487
1488                 /*
1489                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1490                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1491                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1492                  * speaking the intent is that there is little point
1493                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1494                  * simply bounce migrations uselessly
1495                  */
1496                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared));
1497                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1498         }
1499
1500         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1501                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1502         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1503 }
1504
1505 /*
1506  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1507  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1508  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1509  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1510  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1511  */
1512 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1513 {
1514         u64 runtime, delta, now;
1515         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1516         now = p->se.exec_start;
1517         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1518
1519         if (p->last_task_numa_placement) {
1520                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1521                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1522         } else {
1523                 delta = p->se.avg.runnable_avg_sum;
1524                 *period = p->se.avg.runnable_avg_period;
1525         }
1526
1527         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1528         p->last_task_numa_placement = now;
1529
1530         return delta;
1531 }
1532
1533 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1534 {
1535         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1536         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1537         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1538         unsigned long total_faults;
1539         u64 runtime, period;
1540         spinlock_t *group_lock = NULL;
1541
1542         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1543         if (p->numa_scan_seq == seq)
1544                 return;
1545         p->numa_scan_seq = seq;
1546         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1547
1548         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1549                        p->numa_faults_locality[1];
1550         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1551
1552         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1553         if (p->numa_group) {
1554                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1555                 spin_lock_irq(group_lock);
1556         }
1557
1558         /* Find the node with the highest number of faults */
1559         for_each_online_node(nid) {
1560                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1561                 int priv, i;
1562
1563                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1564                         long diff, f_diff, f_weight;
1565
1566                         i = task_faults_idx(nid, priv);
1567
1568                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1569                         diff = p->numa_faults_buffer_memory[i] - p->numa_faults_memory[i] / 2;
1570                         fault_types[priv] += p->numa_faults_buffer_memory[i];
1571                         p->numa_faults_buffer_memory[i] = 0;
1572
1573                         /*
1574                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1575                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1576                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1577                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1578                          * faults are less important.
1579                          */
1580                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1581                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults_buffer_cpu[i]) /
1582                                    (total_faults + 1);
1583                         f_diff = f_weight - p->numa_faults_cpu[i] / 2;
1584                         p->numa_faults_buffer_cpu[i] = 0;
1585
1586                         p->numa_faults_memory[i] += diff;
1587                         p->numa_faults_cpu[i] += f_diff;
1588                         faults += p->numa_faults_memory[i];
1589                         p->total_numa_faults += diff;
1590                         if (p->numa_group) {
1591                                 /* safe because we can only change our own group */
1592                                 p->numa_group->faults[i] += diff;
1593                                 p->numa_group->faults_cpu[i] += f_diff;
1594                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1595                                 group_faults += p->numa_group->faults[i];
1596                         }
1597                 }
1598
1599                 if (faults > max_faults) {
1600                         max_faults = faults;
1601                         max_nid = nid;
1602                 }
1603
1604                 if (group_faults > max_group_faults) {
1605                         max_group_faults = group_faults;
1606                         max_group_nid = nid;
1607                 }
1608         }
1609
1610         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1611
1612         if (p->numa_group) {
1613                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1614                 spin_unlock_irq(group_lock);
1615                 max_nid = max_group_nid;
1616         }
1617
1618         if (max_faults) {
1619                 /* Set the new preferred node */
1620                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1621                         sched_setnuma(p, max_nid);
1622
1623                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1624                         numa_migrate_preferred(p);
1625         }
1626 }
1627
1628 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1629 {
1630         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1631 }
1632
1633 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1634 {
1635         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1636                 kfree_rcu(grp, rcu);
1637 }
1638
1639 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1640                         int *priv)
1641 {
1642         struct numa_group *grp, *my_grp;
1643         struct task_struct *tsk;
1644         bool join = false;
1645         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1646         int i;
1647
1648         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1649                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1650                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1651
1652                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1653                 if (!grp)
1654                         return;
1655
1656                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1657                 spin_lock_init(&grp->lock);
1658                 INIT_LIST_HEAD(&grp->task_list);
1659                 grp->gid = p->pid;
1660                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1661                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1662                                                 nr_node_ids;
1663
1664                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1665
1666                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1667                         grp->faults[i] = p->numa_faults_memory[i];
1668
1669                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1670
1671                 list_add(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1672                 grp->nr_tasks++;
1673                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1674         }
1675
1676         rcu_read_lock();
1677         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1678
1679         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1680                 goto no_join;
1681
1682         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1683         if (!grp)
1684                 goto no_join;
1685
1686         my_grp = p->numa_group;
1687         if (grp == my_grp)
1688                 goto no_join;
1689
1690         /*
1691          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1692          * the other task will join us.
1693          */
1694         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1695                 goto no_join;
1696
1697         /*
1698          * Tie-break on the grp address.
1699          */
1700         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1701                 goto no_join;
1702
1703         /* Always join threads in the same process. */
1704         if (tsk->mm == current->mm)
1705                 join = true;
1706
1707         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1708         if (flags & TNF_SHARED)
1709                 join = true;
1710
1711         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1712         *priv = !join;
1713
1714         if (join && !get_numa_group(grp))
1715                 goto no_join;
1716
1717         rcu_read_unlock();
1718
1719         if (!join)
1720                 return;
1721
1722         BUG_ON(irqs_disabled());
1723         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
1724
1725         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
1726                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1727                 grp->faults[i] += p->numa_faults_memory[i];
1728         }
1729         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1730         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
1731
1732         list_move(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1733         my_grp->nr_tasks--;
1734         grp->nr_tasks++;
1735
1736         spin_unlock(&my_grp->lock);
1737         spin_unlock_irq(&grp->lock);
1738
1739         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1740
1741         put_numa_group(my_grp);
1742         return;
1743
1744 no_join:
1745         rcu_read_unlock();
1746         return;
1747 }
1748
1749 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1750 {
1751         struct numa_group *grp = p->numa_group;
1752         void *numa_faults = p->numa_faults_memory;
1753         unsigned long flags;
1754         int i;
1755
1756         if (grp) {
1757                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
1758                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1759                         grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1760                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1761
1762                 list_del(&p->numa_entry);
1763                 grp->nr_tasks--;
1764                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
1765                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, NULL);
1766                 put_numa_group(grp);
1767         }
1768
1769         p->numa_faults_memory = NULL;
1770         p->numa_faults_buffer_memory = NULL;
1771         p->numa_faults_cpu= NULL;
1772         p->numa_faults_buffer_cpu = NULL;
1773         kfree(numa_faults);
1774 }
1775
1776 /*
1777  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
1778  */
1779 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
1780 {
1781         struct task_struct *p = current;
1782         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
1783         int cpu_node = task_node(current);
1784         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
1785         int priv;
1786
1787         if (!numabalancing_enabled)
1788                 return;
1789
1790         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
1791         if (!p->mm)
1792                 return;
1793
1794         /* Do not worry about placement if exiting */
1795         if (p->state == TASK_DEAD)
1796                 return;
1797
1798         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
1799         if (unlikely(!p->numa_faults_memory)) {
1800                 int size = sizeof(*p->numa_faults_memory) *
1801                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
1802
1803                 p->numa_faults_memory = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
1804                 if (!p->numa_faults_memory)
1805                         return;
1806
1807                 BUG_ON(p->numa_faults_buffer_memory);
1808                 /*
1809                  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
1810                  * occupy the first half of the array. The second half of the
1811                  * array is for current counters, which are averaged into the
1812                  * first set by task_numa_placement.
1813                  */
1814                 p->numa_faults_cpu = p->numa_faults_memory + (2 * nr_node_ids);
1815                 p->numa_faults_buffer_memory = p->numa_faults_memory + (4 * nr_node_ids);
1816                 p->numa_faults_buffer_cpu = p->numa_faults_memory + (6 * nr_node_ids);
1817                 p->total_numa_faults = 0;
1818                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1819         }
1820
1821         /*
1822          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
1823          * to be private if the accessing pid has not changed
1824          */
1825         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
1826                 priv = 1;
1827         } else {
1828                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
1829                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
1830                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
1831         }
1832
1833         /*
1834          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
1835          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
1836          * actively using should be counted as local. This allows the
1837          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
1838          */
1839         if (!priv && !local && p->numa_group &&
1840                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
1841                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
1842                 local = 1;
1843
1844         task_numa_placement(p);
1845
1846         /*
1847          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
1848          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
1849          */
1850         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
1851                 numa_migrate_preferred(p);
1852
1853         if (migrated)
1854                 p->numa_pages_migrated += pages;
1855
1856         p->numa_faults_buffer_memory[task_faults_idx(mem_node, priv)] += pages;
1857         p->numa_faults_buffer_cpu[task_faults_idx(cpu_node, priv)] += pages;
1858         p->numa_faults_locality[local] += pages;
1859 }
1860
1861 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
1862 {
1863         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
1864         p->mm->numa_scan_offset = 0;
1865 }
1866
1867 /*
1868  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
1869  * Triggered from task_tick_numa().
1870  */
1871 void task_numa_work(struct callback_head *work)
1872 {
1873         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
1874         struct task_struct *p = current;
1875         struct mm_struct *mm = p->mm;
1876         struct vm_area_struct *vma;
1877         unsigned long start, end;
1878         unsigned long nr_pte_updates = 0;
1879         long pages;
1880
1881         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
1882
1883         work->next = work; /* protect against double add */
1884         /*
1885          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
1886          *
1887          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
1888          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
1889          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
1890          * work.
1891          */
1892         if (p->flags & PF_EXITING)
1893                 return;
1894
1895         if (!mm->numa_next_scan) {
1896                 mm->numa_next_scan = now +
1897                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1898         }
1899
1900         /*
1901          * Enforce maximal scan/migration frequency..
1902          */
1903         migrate = mm->numa_next_scan;
1904         if (time_before(now, migrate))
1905                 return;
1906
1907         if (p->numa_scan_period == 0) {
1908                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1909                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1910         }
1911
1912         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1913         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
1914                 return;
1915
1916         /*
1917          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
1918          * the next time around.
1919          */
1920         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
1921
1922         start = mm->numa_scan_offset;
1923         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
1924         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
1925         if (!pages)
1926                 return;
1927
1928         down_read(&mm->mmap_sem);
1929         vma = find_vma(mm, start);
1930         if (!vma) {
1931                 reset_ptenuma_scan(p);
1932                 start = 0;
1933                 vma = mm->mmap;
1934         }
1935         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
1936                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(p, vma))
1937                         continue;
1938
1939                 /*
1940                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
1941                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
1942                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
1943                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
1944                  */
1945                 if (!vma->vm_mm ||
1946                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
1947                         continue;
1948
1949                 /*
1950                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
1951                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
1952                  */
1953                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
1954                         continue;
1955
1956                 do {
1957                         start = max(start, vma->vm_start);
1958                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
1959                         end = min(end, vma->vm_end);
1960                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
1961
1962                         /*
1963                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
1964                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
1965                          * address space is quickly skipped.
1966                          */
1967                         if (nr_pte_updates)
1968                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
1969
1970                         start = end;
1971                         if (pages <= 0)
1972                                 goto out;
1973
1974                         cond_resched();
1975                 } while (end != vma->vm_end);
1976         }
1977
1978 out:
1979         /*
1980          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
1981          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
1982          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
1983          * scanner to the start so check it now.
1984          */
1985         if (vma)
1986                 mm->numa_scan_offset = start;
1987         else
1988                 reset_ptenuma_scan(p);
1989         up_read(&mm->mmap_sem);
1990 }
1991
1992 /*
1993  * Drive the periodic memory faults..
1994  */
1995 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1996 {
1997         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1998         u64 period, now;
1999
2000         /*
2001          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2002          */
2003         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2004                 return;
2005
2006         /*
2007          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2008          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2009          * task needs to have done some actual work before we bother with
2010          * NUMA placement.
2011          */
2012         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2013         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2014
2015         if (now - curr->node_stamp > period) {
2016                 if (!curr->node_stamp)
2017                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2018                 curr->node_stamp += period;
2019
2020                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2021                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2022                         task_work_add(curr, work, true);
2023                 }
2024         }
2025 }
2026 #else
2027 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2028 {
2029 }
2030
2031 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2032 {
2033 }
2034
2035 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2036 {
2037 }
2038 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2039
2040 static void
2041 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2042 {
2043         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2044         if (!parent_entity(se))
2045                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2046 #ifdef CONFIG_SMP
2047         if (entity_is_task(se)) {
2048                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2049
2050                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2051                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2052         }
2053 #endif
2054         cfs_rq->nr_running++;
2055 }
2056
2057 static void
2058 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2059 {
2060         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2061         if (!parent_entity(se))
2062                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2063         if (entity_is_task(se)) {
2064                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2065                 list_del_init(&se->group_node);
2066         }
2067         cfs_rq->nr_running--;
2068 }
2069
2070 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2071 # ifdef CONFIG_SMP
2072 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2073 {
2074         long tg_weight;
2075
2076         /*
2077          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
2078          * to gain a more accurate current total weight. See
2079          * update_cfs_rq_load_contribution().
2080          */
2081         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2082         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2083         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2084
2085         return tg_weight;
2086 }
2087
2088 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2089 {
2090         long tg_weight, load, shares;
2091
2092         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2093         load = cfs_rq->load.weight;
2094
2095         shares = (tg->shares * load);
2096         if (tg_weight)
2097                 shares /= tg_weight;
2098
2099         if (shares < MIN_SHARES)
2100                 shares = MIN_SHARES;
2101         if (shares > tg->shares)
2102                 shares = tg->shares;
2103
2104         return shares;
2105 }
2106 # else /* CONFIG_SMP */
2107 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2108 {
2109         return tg->shares;
2110 }
2111 # endif /* CONFIG_SMP */
2112 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2113                             unsigned long weight)
2114 {
2115         if (se->on_rq) {
2116                 /* commit outstanding execution time */
2117                 if (cfs_rq->curr == se)
2118                         update_curr(cfs_rq);
2119                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2120         }
2121
2122         update_load_set(&se->load, weight);
2123
2124         if (se->on_rq)
2125                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2126 }
2127
2128 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2129
2130 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2131 {
2132         struct task_group *tg;
2133         struct sched_entity *se;
2134         long shares;
2135
2136         tg = cfs_rq->tg;
2137         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2138         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2139                 return;
2140 #ifndef CONFIG_SMP
2141         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2142                 return;
2143 #endif
2144         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2145
2146         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2147 }
2148 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2149 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2150 {
2151 }
2152 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2153
2154 #ifdef CONFIG_SMP
2155 /*
2156  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
2157  * Note: The tables below are dependent on this value.
2158  */
2159 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
2160 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
2161 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
2162
2163 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2164 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2165         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2166         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2167         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2168         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2169         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2170         0x85aac367, 0x82cd8698,
2171 };
2172
2173 /*
2174  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2175  * over-estimates when re-combining.
2176  */
2177 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2178             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2179          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2180         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2181 };
2182
2183 /*
2184  * Approximate:
2185  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2186  */
2187 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2188 {
2189         unsigned int local_n;
2190
2191         if (!n)
2192                 return val;
2193         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2194                 return 0;
2195
2196         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2197         local_n = n;
2198
2199         /*
2200          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2201          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
2202          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
2203          *
2204          * To achieve constant time decay_load.
2205          */
2206         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2207                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2208                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2209         }
2210
2211         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
2212         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
2213         return val >> 32;
2214 }
2215
2216 /*
2217  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2218  * average will be: \Sum 1024*y^n
2219  *
2220  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2221  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2222  */
2223 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2224 {
2225         u32 contrib = 0;
2226
2227         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2228                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2229         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2230                 return LOAD_AVG_MAX;
2231
2232         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2233         do {
2234                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2235                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2236
2237                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2238         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2239
2240         contrib = decay_load(contrib, n);
2241         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2242 }
2243
2244 /*
2245  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2246  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2247  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2248  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2249  *
2250  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2251  *      p0            p1           p2
2252  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2253  *
2254  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2255  *
2256  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2257  * following representation of historical load:
2258  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2259  *
2260  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2261  *   y^32 = 0.5
2262  *
2263  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2264  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2265  * (u_0).
2266  *
2267  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2268  * sum again by y is sufficient to update:
2269  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2270  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2271  */
2272 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
2273                                                         struct sched_avg *sa,
2274                                                         int runnable)
2275 {
2276         u64 delta, periods;
2277         u32 runnable_contrib;
2278         int delta_w, decayed = 0;
2279
2280         delta = now - sa->last_runnable_update;
2281         /*
2282          * This should only happen when time goes backwards, which it
2283          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2284          */
2285         if ((s64)delta < 0) {
2286                 sa->last_runnable_update = now;
2287                 return 0;
2288         }
2289
2290         /*
2291          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2292          * approximation of 1us and fast to compute.
2293          */
2294         delta >>= 10;
2295         if (!delta)
2296                 return 0;
2297         sa->last_runnable_update = now;
2298
2299         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2300         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
2301         if (delta + delta_w >= 1024) {
2302                 /* period roll-over */
2303                 decayed = 1;
2304
2305                 /*
2306                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2307                  * out how much from delta we need to complete the current
2308                  * period and accrue it.
2309                  */
2310                 delta_w = 1024 - delta_w;
2311                 if (runnable)
2312                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2313                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
2314
2315                 delta -= delta_w;
2316
2317                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2318                 periods = delta / 1024;
2319                 delta %= 1024;
2320
2321                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2322                                                   periods + 1);
2323                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
2324                                                      periods + 1);
2325
2326                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2327                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2328                 if (runnable)
2329                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2330                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
2331         }
2332
2333         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2334         if (runnable)
2335                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2336         sa->runnable_avg_period += delta;
2337
2338         return decayed;
2339 }
2340
2341 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2342 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2343 {
2344         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2345         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2346
2347         decays -= se->avg.decay_count;
2348         if (!decays)
2349                 return 0;
2350
2351         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2352         se->avg.decay_count = 0;
2353
2354         return decays;
2355 }
2356
2357 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2358 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2359                                                  int force_update)
2360 {
2361         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2362         long tg_contrib;
2363
2364         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2365         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2366
2367         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2368                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2369                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2370         }
2371 }
2372
2373 /*
2374  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2375  * representation for computing load contributions.
2376  */
2377 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2378                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2379 {
2380         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2381         long contrib;
2382
2383         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2384         contrib = div_u64((u64)sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2385                           sa->runnable_avg_period + 1);
2386         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2387
2388         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2389                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2390                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2391         }
2392 }
2393
2394 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2395 {
2396         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2397         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2398         int runnable_avg;
2399
2400         u64 contrib;
2401
2402         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2403         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2404                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2405
2406         /*
2407          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2408          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2409          * load as a task of equal weight.
2410          *
2411          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2412          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2413          * lower-bound on the true value.
2414          *
2415          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2416          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2417          * understating by the aggregate of their overlap.
2418          *
2419          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2420          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2421          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2422          *
2423          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2424          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2425          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2426          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2427          * our upper bound of 1-cpu.
2428          */
2429         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2430         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2431                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2432                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2433         }
2434 }
2435
2436 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2437 {
2438         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2439         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2440 }
2441 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2442 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2443                                                  int force_update) {}
2444 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2445                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2446 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2447 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2448 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2449
2450 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2451 {
2452         u32 contrib;
2453
2454         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2455         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2456         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2457         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2458 }
2459
2460 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2461 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2462 {
2463         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2464
2465         if (entity_is_task(se)) {
2466                 __update_task_entity_contrib(se);
2467         } else {
2468                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2469                 __update_group_entity_contrib(se);
2470         }
2471
2472         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2473 }
2474
2475 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2476                                                  long load_contrib)
2477 {
2478         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2479                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2480         else
2481                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2482 }
2483
2484 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2485
2486 /* Update a sched_entity's runnable average */
2487 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2488                                           int update_cfs_rq)
2489 {
2490         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2491         long contrib_delta;
2492         u64 now;
2493
2494         /*
2495          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2496          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2497          */
2498         if (entity_is_task(se))
2499                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2500         else
2501                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2502
2503         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2504                 return;
2505
2506         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2507
2508         if (!update_cfs_rq)
2509                 return;
2510
2511         if (se->on_rq)
2512                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2513         else
2514                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2515 }
2516
2517 /*
2518  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2519  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2520  */
2521 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2522 {
2523         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2524         u64 decays;
2525
2526         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2527         if (!decays && !force_update)
2528                 return;
2529
2530         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2531                 unsigned long removed_load;
2532                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2533                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2534         }
2535
2536         if (decays) {
2537                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2538                                                       decays);
2539                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2540                 cfs_rq->last_decay = now;
2541         }
2542
2543         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2544 }
2545
2546 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2547 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2548                                                   struct sched_entity *se,
2549                                                   int wakeup)
2550 {
2551         /*
2552          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2553          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2554          * accumulated while sleeping.
2555          *
2556          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2557          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2558          * constructed load_avg_contrib.
2559          */
2560         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2561                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2562                 if (se->avg.decay_count) {
2563                         /*
2564                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2565                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2566                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2567                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2568                          * approximate this using our carried decays, which are
2569                          * explicitly atomically readable.
2570                          */
2571                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2572                                                         << 20;
2573                         update_entity_load_avg(se, 0);
2574                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2575                         se->avg.decay_count = 0;
2576                 }
2577                 wakeup = 0;
2578         } else {
2579                 __synchronize_entity_decay(se);
2580         }
2581
2582         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2583         if (wakeup) {
2584                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2585                 update_entity_load_avg(se, 0);
2586         }
2587
2588         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2589         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2590         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2591 }
2592
2593 /*
2594  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2595  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2596  * blocked_load_avg.
2597  */
2598 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2599                                                   struct sched_entity *se,
2600                                                   int sleep)
2601 {
2602         update_entity_load_avg(se, 1);
2603         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2604         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2605
2606         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2607         if (sleep) {
2608                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2609                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2610         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2611 }
2612
2613 /*
2614  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2615  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2616  * be the only way to update the runnable statistic.
2617  */
2618 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2619 {
2620         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2621 }
2622
2623 /*
2624  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2625  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2626  * be the only way to update the runnable statistic.
2627  */
2628 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2629 {
2630         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2631 }
2632
2633 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2634
2635 #else /* CONFIG_SMP */
2636
2637 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2638                                           int update_cfs_rq) {}
2639 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2640 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2641                                            struct sched_entity *se,
2642                                            int wakeup) {}
2643 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2644                                            struct sched_entity *se,
2645                                            int sleep) {}
2646 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2647                                               int force_update) {}
2648
2649 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2650 {
2651         return 0;
2652 }
2653
2654 #endif /* CONFIG_SMP */
2655
2656 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2657 {
2658 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2659         struct task_struct *tsk = NULL;
2660
2661         if (entity_is_task(se))
2662                 tsk = task_of(se);
2663
2664         if (se->statistics.sleep_start) {
2665                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2666
2667                 if ((s64)delta < 0)
2668                         delta = 0;
2669
2670                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2671                         se->statistics.sleep_max = delta;
2672
2673                 se->statistics.sleep_start = 0;
2674                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2675
2676                 if (tsk) {
2677                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2678                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2679                 }
2680         }
2681         if (se->statistics.block_start) {
2682                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2683
2684                 if ((s64)delta < 0)
2685                         delta = 0;
2686
2687                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2688                         se->statistics.block_max = delta;
2689
2690                 se->statistics.block_start = 0;
2691                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2692
2693                 if (tsk) {
2694                         if (tsk->in_iowait) {
2695                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2696                                 se->statistics.iowait_count++;
2697                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2698                         }
2699
2700                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2701
2702                         /*
2703                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2704                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2705                          * amount of time that the task spent sleeping:
2706                          */
2707                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2708                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2709                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2710                                                 delta >> 20);
2711                         }
2712                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2713                 }
2714         }
2715 #endif
2716 }
2717
2718 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2719 {
2720 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2721         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2722
2723         if (d < 0)
2724                 d = -d;
2725
2726         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2727                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2728 #endif
2729 }
2730
2731 static void
2732 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2733 {
2734         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2735
2736         /*
2737          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2738          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2739          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2740          * stays open at the end.
2741          */
2742         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2743                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2744
2745         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2746         if (!initial) {
2747                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2748
2749                 /*
2750                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2751                  * for a gentler effect of sleepers:
2752                  */
2753                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2754                         thresh >>= 1;
2755
2756                 vruntime -= thresh;
2757         }
2758
2759         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2760         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2761 }
2762
2763 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2764
2765 static void
2766 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2767 {
2768         /*
2769          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2770          * through calling update_curr().
2771          */
2772         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2773                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2774
2775         /*
2776          * Update run-time statistics of the 'current'.
2777          */
2778         update_curr(cfs_rq);
2779         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2780         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2781         update_cfs_shares(cfs_rq);
2782
2783         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2784                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2785                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
2786         }
2787
2788         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
2789         check_spread(cfs_rq, se);
2790         if (se != cfs_rq->curr)
2791                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
2792         se->on_rq = 1;
2793
2794         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
2795                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
2796                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
2797         }
2798 }
2799
2800 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
2801 {
2802         for_each_sched_entity(se) {
2803                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2804                 if (cfs_rq->last != se)
2805                         break;
2806
2807                 cfs_rq->last = NULL;
2808         }
2809 }
2810
2811 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
2812 {
2813         for_each_sched_entity(se) {
2814                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2815                 if (cfs_rq->next != se)
2816                         break;
2817
2818                 cfs_rq->next = NULL;
2819         }
2820 }
2821
2822 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
2823 {
2824         for_each_sched_entity(se) {
2825                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2826                 if (cfs_rq->skip != se)
2827                         break;
2828
2829                 cfs_rq->skip = NULL;
2830         }
2831 }
2832
2833 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2834 {
2835         if (cfs_rq->last == se)
2836                 __clear_buddies_last(se);
2837
2838         if (cfs_rq->next == se)
2839                 __clear_buddies_next(se);
2840
2841         if (cfs_rq->skip == se)
2842                 __clear_buddies_skip(se);
2843 }
2844
2845 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2846
2847 static void
2848 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2849 {
2850         /*
2851          * Update run-time statistics of the 'current'.
2852          */
2853         update_curr(cfs_rq);
2854         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2855
2856         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
2857         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
2858 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2859                 if (entity_is_task(se)) {
2860                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
2861
2862                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
2863                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2864                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
2865                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2866                 }
2867 #endif
2868         }
2869
2870         clear_buddies(cfs_rq, se);
2871
2872         if (se != cfs_rq->curr)
2873                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2874         se->on_rq = 0;
2875         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2876
2877         /*
2878          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
2879          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
2880          * movement in our normalized position.
2881          */
2882         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
2883                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
2884
2885         /* return excess runtime on last dequeue */
2886         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2887
2888         update_min_vruntime(cfs_rq);
2889         update_cfs_shares(cfs_rq);
2890 }
2891
2892 /*
2893  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2894  */
2895 static void
2896 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2897 {
2898         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
2899         struct sched_entity *se;
2900         s64 delta;
2901
2902         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
2903         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
2904         if (delta_exec > ideal_runtime) {
2905                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2906                 /*
2907                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
2908                  * re-elected due to buddy favours.
2909                  */
2910                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
2911                 return;
2912         }
2913
2914         /*
2915          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
2916          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
2917          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
2918          */
2919         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
2920                 return;
2921
2922         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2923         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
2924
2925         if (delta < 0)
2926                 return;
2927
2928         if (delta > ideal_runtime)
2929                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2930 }
2931
2932 static void
2933 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2934 {
2935         /* 'current' is not kept within the tree. */
2936         if (se->on_rq) {
2937                 /*
2938                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
2939                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
2940                  * runqueue.
2941                  */
2942                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
2943                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2944         }
2945
2946         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
2947         cfs_rq->curr = se;
2948 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2949         /*
2950          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
2951          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
2952          * when there are only lesser-weight tasks around):
2953          */
2954         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
2955                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
2956                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
2957         }
2958 #endif
2959         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
2960 }
2961
2962 static int
2963 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
2964
2965 /*
2966  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
2967  * 1) keep things fair between processes/task groups
2968  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
2969  * 3) pick the "last" process, for cache locality
2970  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
2971  */
2972 static struct sched_entity *
2973 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2974 {
2975         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
2976         struct sched_entity *se;
2977
2978         /*
2979          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
2980          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
2981          */
2982         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
2983                 left = curr;
2984
2985         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
2986
2987         /*
2988          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
2989          * be done without getting too unfair.
2990          */
2991         if (cfs_rq->skip == se) {
2992                 struct sched_entity *second;
2993
2994                 if (se == curr) {
2995                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
2996                 } else {
2997                         second = __pick_next_entity(se);
2998                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
2999                                 second = curr;
3000                 }
3001
3002                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3003                         se = second;
3004         }
3005
3006         /*
3007          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3008          */
3009         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3010                 se = cfs_rq->last;
3011
3012         /*
3013          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3014          */
3015         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3016                 se = cfs_rq->next;
3017
3018         clear_buddies(cfs_rq, se);
3019
3020         return se;
3021 }
3022
3023 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3024
3025 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3026 {
3027         /*
3028          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3029          * was not called and update_curr() has to be done:
3030          */
3031         if (prev->on_rq)
3032                 update_curr(cfs_rq);
3033
3034         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3035         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3036
3037         check_spread(cfs_rq, prev);
3038         if (prev->on_rq) {
3039                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3040                 /* Put 'current' back into the tree. */
3041                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3042                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3043                 update_entity_load_avg(prev, 1);
3044         }
3045         cfs_rq->curr = NULL;
3046 }
3047
3048 static void
3049 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3050 {
3051         /*
3052          * Update run-time statistics of the 'current'.
3053          */
3054         update_curr(cfs_rq);
3055
3056         /*
3057          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3058          */
3059         update_entity_load_avg(curr, 1);
3060         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
3061         update_cfs_shares(cfs_rq);
3062
3063 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3064         /*
3065          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3066          * validating it and just reschedule.
3067          */
3068         if (queued) {
3069                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3070                 return;
3071         }
3072         /*
3073          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3074          */
3075         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3076                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3077                 return;
3078 #endif
3079
3080         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3081                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3082 }
3083
3084
3085 /**************************************************
3086  * CFS bandwidth control machinery
3087  */
3088
3089 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3090
3091 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3092 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3093
3094 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3095 {
3096         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3097 }
3098
3099 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3100 {
3101         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3102 }
3103
3104 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3105 {
3106         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3107 }
3108 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3109 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3110 {
3111         return true;
3112 }
3113
3114 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3115 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3116 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3117
3118 /*
3119  * default period for cfs group bandwidth.
3120  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3121  */
3122 static inline u64 default_cfs_period(void)
3123 {
3124         return 100000000ULL;
3125 }
3126
3127 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3128 {
3129         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3130 }
3131
3132 /*
3133  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3134  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3135  * additional synchronization around rq->lock.
3136  *
3137  * requires cfs_b->lock
3138  */
3139 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3140 {
3141         u64 now;
3142
3143         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3144                 return;
3145
3146         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3147         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3148         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3149 }
3150
3151 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3152 {
3153         return &tg->cfs_bandwidth;
3154 }
3155
3156 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3157 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3158 {
3159         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3160                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3161
3162         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3163 }
3164
3165 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3166 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3167 {
3168         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3169         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3170         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3171
3172         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3173         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3174
3175         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3176         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3177                 amount = min_amount;
3178         else {
3179                 /*
3180                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
3181                  * period must have elapsed since the last consumption.
3182                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
3183                  * active.
3184                  */
3185                 if (!cfs_b->timer_active) {
3186                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3187                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b, false);
3188                 }
3189
3190                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3191                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3192                         cfs_b->runtime -= amount;
3193                         cfs_b->idle = 0;
3194                 }
3195         }
3196         expires = cfs_b->runtime_expires;
3197         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3198
3199         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3200         /*
3201          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3202          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3203          * issued.
3204          */
3205         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3206                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3207
3208         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3209 }
3210
3211 /*
3212  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3213  * fact that rq->clock snapshots this value.
3214  */
3215 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3216 {
3217         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3218
3219         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3220         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3221                 return;
3222
3223         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3224                 return;
3225
3226         /*
3227          * If the local deadline has passed we have to consider the
3228          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3229          * has not truly expired.
3230          *
3231          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3232          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3233          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3234          * exact equality, so a partial write will still work.
3235          */
3236
3237         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3238                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3239                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3240         } else {
3241                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3242                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3243         }
3244 }
3245
3246 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3247 {
3248         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3249         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3250         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3251
3252         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3253                 return;
3254
3255         /*
3256          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3257          * hierarchy can be throttled
3258          */
3259         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3260                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3261 }
3262
3263 static __always_inline
3264 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3265 {
3266         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3267                 return;
3268
3269         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3270 }
3271
3272 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3273 {
3274         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3275 }
3276
3277 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3278 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3279 {
3280         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3281 }
3282
3283 /*
3284  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3285  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3286  * load-balance operations.
3287  */
3288 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3289                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3290 {
3291         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3292
3293         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3294         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3295
3296         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3297                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3298 }
3299
3300 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3301 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3302 {
3303         struct rq *rq = data;
3304         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3305
3306         cfs_rq->throttle_count--;
3307 #ifdef CONFIG_SMP
3308         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3309                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3310                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3311                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3312         }
3313 #endif
3314
3315         return 0;
3316 }
3317
3318 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3319 {
3320         struct rq *rq = data;
3321         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3322
3323         /* group is entering throttled state, stop time */
3324         if (!cfs_rq->throttle_count)
3325                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3326         cfs_rq->throttle_count++;
3327
3328         return 0;
3329 }
3330
3331 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3332 {
3333         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3334         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3335         struct sched_entity *se;
3336         long task_delta, dequeue = 1;
3337
3338         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3339
3340         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3341         rcu_read_lock();
3342         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3343         rcu_read_unlock();
3344
3345         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3346         for_each_sched_entity(se) {
3347                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3348                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3349                 if (!se->on_rq)
3350                         break;
3351
3352                 if (dequeue)
3353                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3354                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3355
3356                 if (qcfs_rq->load.weight)
3357                         dequeue = 0;
3358         }
3359
3360         if (!se)
3361                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3362
3363         cfs_rq->throttled = 1;
3364         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3365         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3366         /*
3367          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3368          * distribute_cfs_runtime will not see us
3369          */
3370         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3371         if (!cfs_b->timer_active)
3372                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b, false);
3373         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3374 }
3375
3376 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3377 {
3378         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3379         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3380         struct sched_entity *se;
3381         int enqueue = 1;
3382         long task_delta;
3383
3384         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3385
3386         cfs_rq->throttled = 0;
3387
3388         update_rq_clock(rq);
3389
3390         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3391         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3392         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3393         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3394
3395         /* update hierarchical throttle state */
3396         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3397
3398         if (!cfs_rq->load.weight)
3399                 return;
3400
3401         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3402         for_each_sched_entity(se) {
3403                 if (se->on_rq)
3404                         enqueue = 0;
3405
3406                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3407                 if (enqueue)
3408                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3409                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3410
3411                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3412                         break;
3413         }
3414
3415         if (!se)
3416                 add_nr_running(rq, task_delta);
3417
3418         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3419         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3420                 resched_task(rq->curr);
3421 }
3422
3423 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3424                 u64 remaining, u64 expires)
3425 {
3426         struct cfs_rq *cfs_rq;
3427         u64 runtime;
3428         u64 starting_runtime = remaining;
3429
3430         rcu_read_lock();
3431         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3432                                 throttled_list) {
3433                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3434
3435                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3436                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3437                         goto next;
3438
3439                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3440                 if (runtime > remaining)
3441                         runtime = remaining;
3442                 remaining -= runtime;
3443
3444                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3445                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3446
3447                 /* we check whether we're throttled above */
3448                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3449                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3450
3451 next:
3452                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3453
3454                 if (!remaining)
3455                         break;
3456         }
3457         rcu_read_unlock();
3458
3459         return starting_runtime - remaining;
3460 }
3461
3462 /*
3463  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3464  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3465  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3466  * used to track this state.
3467  */
3468 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3469 {
3470         u64 runtime, runtime_expires;
3471         int throttled;
3472
3473         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3474         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3475                 goto out_deactivate;
3476
3477         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3478         cfs_b->nr_periods += overrun;
3479
3480         /*
3481          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3482          * we're going inactive then everything else can be deferred
3483          */
3484         if (cfs_b->idle && !throttled)
3485                 goto out_deactivate;
3486
3487         /*
3488          * if we have relooped after returning idle once, we need to update our
3489          * status as actually running, so that other cpus doing
3490          * __start_cfs_bandwidth will stop trying to cancel us.
3491          */
3492         cfs_b->timer_active = 1;
3493
3494         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3495
3496         if (!throttled) {
3497                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3498                 cfs_b->idle = 1;
3499                 return 0;
3500         }
3501
3502         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3503         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3504
3505         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3506
3507         /*
3508          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3509          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3510          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3511          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3512          * only by limited amounts in that extreme case.
3513          */
3514         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3515                 runtime = cfs_b->runtime;
3516                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3517                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3518                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3519                                                  runtime_expires);
3520                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3521
3522                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3523
3524                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3525         }
3526
3527         /*
3528          * While we are ensured activity in the period following an
3529          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3530          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3531          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3532          */
3533         cfs_b->idle = 0;
3534
3535         return 0;
3536
3537 out_deactivate:
3538         cfs_b->timer_active = 0;
3539         return 1;
3540 }
3541
3542 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3543 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3544 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3545 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3546 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3547 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3548
3549 /*
3550  * Are we near the end of the current quota period?
3551  *
3552  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3553  * hrtimer base being cleared by __hrtimer_start_range_ns. In the case of
3554  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3555  */
3556 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3557 {
3558         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3559         u64 remaining;
3560
3561         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3562         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3563                 return 1;
3564
3565         /* is a quota refresh about to occur? */
3566         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3567         if (remaining < min_expire)
3568                 return 1;
3569
3570         return 0;
3571 }
3572
3573 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3574 {
3575         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3576
3577         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3578         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3579                 return;
3580
3581         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3582                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3583 }
3584
3585 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3586 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3587 {
3588         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3589         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3590
3591         if (slack_runtime <= 0)
3592                 return;
3593
3594         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3595         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3596             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3597                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3598
3599                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3600                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3601                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3602                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3603         }
3604         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3605
3606         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3607         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3608 }
3609
3610 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3611 {
3612         if (!cfs_bandwidth_used())
3613                 return;
3614
3615         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3616                 return;
3617
3618         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3619 }
3620
3621 /*
3622  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3623  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3624  */
3625 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3626 {
3627         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3628         u64 expires;
3629
3630         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3631         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3632         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3633                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3634                 return;
3635         }
3636
3637         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3638                 runtime = cfs_b->runtime;
3639
3640         expires = cfs_b->runtime_expires;
3641         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3642
3643         if (!runtime)
3644                 return;
3645
3646         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3647
3648         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3649         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3650                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3651         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3652 }
3653
3654 /*
3655  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3656  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3657  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3658  */
3659 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3660 {
3661         if (!cfs_bandwidth_used())
3662                 return;
3663
3664         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3665         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3666                 return;
3667
3668         /* ensure the group is not already throttled */
3669         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3670                 return;
3671
3672         /* update runtime allocation */
3673         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3674         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3675                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3676 }
3677
3678 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3679 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3680 {
3681         if (!cfs_bandwidth_used())
3682                 return false;
3683
3684         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3685                 return false;
3686
3687         /*
3688          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3689          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3690          */
3691         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3692                 return true;
3693
3694         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3695         return true;
3696 }
3697
3698 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3699 {
3700         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3701                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3702         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3703
3704         return HRTIMER_NORESTART;
3705 }
3706
3707 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3708 {
3709         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3710                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3711         ktime_t now;
3712         int overrun;
3713         int idle = 0;
3714
3715         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3716         for (;;) {
3717                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3718                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3719
3720                 if (!overrun)
3721                         break;
3722
3723                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3724         }
3725         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3726
3727         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3728 }
3729
3730 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3731 {
3732         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3733         cfs_b->runtime = 0;
3734         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3735         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3736
3737         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3738         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3739         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3740         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3741         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3742 }
3743
3744 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3745 {
3746         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3747         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3748 }
3749
3750 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3751 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b, bool force)
3752 {
3753         /*
3754          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3755          * period or because we're racing with the tear-down path
3756          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3757          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3758          */
3759         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer)) &&
3760                hrtimer_try_to_cancel(&cfs_b->period_timer) < 0) {
3761                 /* bounce the lock to allow do_sched_cfs_period_timer to run */
3762                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3763                 cpu_relax();
3764                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3765                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3766                 if (!force && cfs_b->timer_active)
3767                         return;
3768         }
3769
3770         cfs_b->timer_active = 1;
3771         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3772 }
3773
3774 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3775 {
3776         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3777         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3778 }
3779
3780 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
3781 {
3782         struct cfs_rq *cfs_rq;
3783
3784         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3785                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
3786                         continue;
3787
3788                 /*
3789                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
3790                  * there's some valid quota amount
3791                  */
3792                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
3793                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3794                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3795         }
3796 }
3797
3798 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3799 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3800 {
3801         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
3802 }
3803
3804 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
3805 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
3806 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3807 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3808
3809 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3810 {
3811         return 0;
3812 }
3813
3814 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3815 {
3816         return 0;
3817 }
3818
3819 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3820                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3821 {
3822         return 0;
3823 }
3824
3825 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3826
3827 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3828 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3829 #endif
3830
3831 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3832 {
3833         return NULL;
3834 }
3835 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3836 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
3837
3838 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3839
3840 /**************************************************
3841  * CFS operations on tasks:
3842  */
3843
3844 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3845 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3846 {
3847         struct sched_entity *se = &p->se;
3848         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3849
3850         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
3851
3852         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
3853                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
3854                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
3855                 s64 delta = slice - ran;
3856
3857                 if (delta < 0) {
3858                         if (rq->curr == p)
3859                                 resched_task(p);
3860                         return;
3861                 }
3862
3863                 /*
3864                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
3865                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
3866                  */
3867                 if (rq->curr != p)
3868                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
3869
3870                 hrtick_start(rq, delta);
3871         }
3872 }
3873
3874 /*
3875  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
3876  * current task is from our class and nr_running is low enough
3877  * to matter.
3878  */
3879 static void hrtick_update(struct rq *rq)
3880 {
3881         struct task_struct *curr = rq->curr;
3882
3883         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
3884                 return;
3885
3886         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
3887                 hrtick_start_fair(rq, curr);
3888 }
3889 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
3890 static inline void
3891 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3892 {
3893 }
3894
3895 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
3896 {
3897 }
3898 #endif
3899
3900 /*
3901  * The enqueue_task method is called before nr_running is
3902  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
3903  * then put the task into the rbtree:
3904  */
3905 static void
3906 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3907 {
3908         struct cfs_rq *cfs_rq;
3909         struct sched_entity *se = &p->se;
3910
3911         for_each_sched_entity(se) {
3912                 if (se->on_rq)
3913                         break;
3914                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3915                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
3916
3917                 /*
3918                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3919                  *
3920                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3921                  * post the final h_nr_running increment below.
3922                 */
3923                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3924                         break;
3925                 cfs_rq->h_nr_running++;
3926
3927                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
3928         }
3929
3930         for_each_sched_entity(se) {
3931                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3932                 cfs_rq->h_nr_running++;
3933
3934                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3935                         break;
3936
3937                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3938                 update_entity_load_avg(se, 1);
3939         }
3940
3941         if (!se) {
3942                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3943                 add_nr_running(rq, 1);
3944         }
3945         hrtick_update(rq);
3946 }
3947
3948 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
3949
3950 /*
3951  * The dequeue_task method is called before nr_running is
3952  * decreased. We remove the task from the rbtree and
3953  * update the fair scheduling stats:
3954  */
3955 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3956 {
3957         struct cfs_rq *cfs_rq;
3958         struct sched_entity *se = &p->se;
3959         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
3960
3961         for_each_sched_entity(se) {
3962                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3963                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
3964
3965                 /*
3966                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3967                  *
3968                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3969                  * post the final h_nr_running decrement below.
3970                 */
3971                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3972                         break;
3973                 cfs_rq->h_nr_running--;
3974
3975                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
3976                 if (cfs_rq->load.weight) {
3977                         /*
3978                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
3979                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
3980                          */
3981                         if (task_sleep && parent_entity(se))
3982                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
3983
3984                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
3985                         se = parent_entity(se);
3986                         break;
3987                 }
3988                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
3989         }
3990
3991         for_each_sched_entity(se) {
3992                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3993                 cfs_rq->h_nr_running--;
3994
3995                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3996                         break;
3997
3998                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3999                 update_entity_load_avg(se, 1);
4000         }
4001
4002         if (!se) {
4003                 sub_nr_running(rq, 1);
4004                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
4005         }
4006         hrtick_update(rq);
4007 }
4008
4009 #ifdef CONFIG_SMP
4010 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4011 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4012 {
4013         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
4014 }
4015
4016 /*
4017  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4018  * according to the scheduling class and "nice" value.
4019  *
4020  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4021  * balance conservatively.
4022  */
4023 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4024 {
4025         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4026         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4027
4028         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4029                 return total;
4030
4031         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4032 }
4033
4034 /*
4035  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4036  * according to the scheduling class and "nice" value.
4037  */
4038 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4039 {
4040         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4041         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4042
4043         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4044                 return total;
4045
4046         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4047 }
4048
4049 static unsigned long capacity_of(int cpu)
4050 {
4051         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
4052 }
4053
4054 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4055 {
4056         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4057         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
4058         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
4059
4060         if (nr_running)
4061                 return load_avg / nr_running;
4062
4063         return 0;
4064 }
4065
4066 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4067 {
4068         /*
4069          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4070          * about the boundary, really active task won't care
4071          * about the loss.
4072          */
4073         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4074                 current->wakee_flips >>= 1;
4075                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4076         }
4077
4078         if (current->last_wakee != p) {
4079                 current->last_wakee = p;
4080                 current->wakee_flips++;
4081         }
4082 }
4083
4084 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4085 {
4086         struct sched_entity *se = &p->se;
4087         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4088         u64 min_vruntime;
4089
4090 #ifndef CONFIG_64BIT
4091         u64 min_vruntime_copy;
4092
4093         do {
4094                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4095                 smp_rmb();
4096                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4097         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4098 #else
4099         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4100 #endif
4101
4102         se->vruntime -= min_vruntime;
4103         record_wakee(p);
4104 }
4105
4106 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4107 /*
4108  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4109  *
4110  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4111  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4112  * can calculate the shift in shares.
4113  *
4114  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4115  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4116  * total group weight.
4117  *
4118  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4119  * distribution (s_i) using:
4120  *
4121  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4122  *
4123  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4124  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4125  * shares distribution (s_i):
4126  *
4127  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4128  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4129  *
4130  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4131  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4132  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4133  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4134  *
4135  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4136  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4137  *
4138  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4139  *
4140  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4141  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4142  * weight and shares distributions like:
4143  *
4144  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4145  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4146  *
4147  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4148  *
4149  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4150  *
4151  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4152  *
4153  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4154  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4155  * 4/7) times the weight of the group.
4156  */
4157 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4158 {
4159         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4160
4161         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4162                 return wl;
4163
4164         for_each_sched_entity(se) {
4165                 long w, W;
4166
4167                 tg = se->my_q->tg;
4168
4169                 /*
4170                  * W = @wg + \Sum rw_j
4171                  */
4172                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
4173
4174                 /*
4175                  * w = rw_i + @wl
4176                  */
4177                 w = se->my_q->load.weight + wl;
4178
4179                 /*
4180                  * wl = S * s'_i; see (2)
4181                  */
4182                 if (W > 0 && w < W)
4183                         wl = (w * tg->shares) / W;
4184                 else
4185                         wl = tg->shares;
4186
4187                 /*
4188                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4189                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4190                  * calc_cfs_shares().
4191                  */
4192                 if (wl < MIN_SHARES)
4193                         wl = MIN_SHARES;
4194
4195                 /*
4196                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4197                  */
4198                 wl -= se->load.weight;
4199
4200                 /*
4201                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4202                  * the final effective load change on the root group. Since
4203                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4204                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4205                  * resulting from this level per the above.
4206                  */
4207                 wg = 0;
4208         }
4209
4210         return wl;
4211 }
4212 #else
4213
4214 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4215 {
4216         return wl;
4217 }
4218
4219 #endif
4220
4221 static int wake_wide(struct task_struct *p)
4222 {
4223         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
4224
4225         /*
4226          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
4227          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
4228          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
4229          */
4230         if (p->wakee_flips > factor) {
4231                 /*
4232                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
4233                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
4234                  * it alone.
4235                  */
4236                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
4237                         return 1;
4238         }
4239
4240         return 0;
4241 }
4242
4243 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4244 {
4245         s64 this_load, load;
4246         int idx, this_cpu, prev_cpu;
4247         unsigned long tl_per_task;
4248         struct task_group *tg;
4249         unsigned long weight;
4250         int balanced;
4251
4252         /*
4253          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
4254          * ourselves around too much.
4255          */
4256         if (wake_wide(p))
4257                 return 0;
4258
4259         idx       = sd->wake_idx;
4260         this_cpu  = smp_processor_id();
4261         prev_cpu  = task_cpu(p);
4262         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4263         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4264
4265         /*
4266          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4267          * effect of the currently running task from the load
4268          * of the current CPU:
4269          */
4270         if (sync) {
4271                 tg = task_group(current);
4272                 weight = current->se.load.weight;
4273
4274                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4275                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4276         }
4277
4278         tg = task_group(p);
4279         weight = p->se.load.weight;
4280
4281         /*
4282          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4283          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4284          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4285          * about that, so that's good too.
4286          *
4287          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4288          * task to be woken on this_cpu.
4289          */
4290         if (this_load > 0) {
4291                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4292
4293                 this_eff_load = 100;
4294                 this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
4295                 this_eff_load *= this_load +
4296                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4297
4298                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4299                 prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
4300                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4301
4302                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4303         } else
4304                 balanced = true;
4305
4306         /*
4307          * If the currently running task will sleep within
4308          * a reasonable amount of time then attract this newly
4309          * woken task:
4310          */
4311         if (sync && balanced)
4312                 return 1;
4313
4314         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4315         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
4316
4317         if (balanced ||
4318             (this_load <= load &&
4319              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
4320                 /*
4321                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
4322                  * p is cache cold in this domain, and
4323                  * there is no bad imbalance.
4324                  */
4325                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4326                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4327
4328                 return 1;
4329         }
4330         return 0;
4331 }
4332
4333 /*
4334  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4335  * domain.
4336  */
4337 static struct sched_group *
4338 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4339                   int this_cpu, int sd_flag)
4340 {
4341         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4342         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4343         int load_idx = sd->forkexec_idx;
4344         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4345
4346         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4347                 load_idx = sd->wake_idx;
4348
4349         do {
4350                 unsigned long load, avg_load;
4351                 int local_group;
4352                 int i;
4353
4354                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4355                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4356                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4357                         continue;
4358
4359                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4360                                                sched_group_cpus(group));
4361
4362                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4363                 avg_load = 0;
4364
4365                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4366                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4367                         if (local_group)
4368                                 load = source_load(i, load_idx);
4369                         else
4370                                 load = target_load(i, load_idx);
4371
4372                         avg_load += load;
4373                 }
4374
4375                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
4376                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
4377
4378                 if (local_group) {
4379                         this_load = avg_load;
4380                 } else if (avg_load < min_load) {
4381                         min_load = avg_load;
4382                         idlest = group;
4383                 }
4384         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4385
4386         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4387                 return NULL;
4388         return idlest;
4389 }
4390
4391 /*
4392  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4393  */
4394 static int
4395 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4396 {
4397         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4398         int idlest = -1;
4399         int i;
4400
4401         /* Traverse only the allowed CPUs */
4402         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4403                 load = weighted_cpuload(i);
4404
4405                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4406                         min_load = load;
4407                         idlest = i;
4408                 }
4409         }
4410
4411         return idlest;
4412 }
4413
4414 /*
4415  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4416  */
4417 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4418 {
4419         struct sched_domain *sd;
4420         struct sched_group *sg;
4421         int i = task_cpu(p);
4422
4423         if (idle_cpu(target))
4424                 return target;
4425
4426         /*
4427          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4428          */
4429         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4430                 return i;
4431
4432         /*
4433          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4434          */
4435         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4436         for_each_lower_domain(sd) {
4437                 sg = sd->groups;
4438                 do {
4439                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4440                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4441                                 goto next;
4442
4443                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4444                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4445                                         goto next;
4446                         }
4447
4448                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4449                                         tsk_cpus_allowed(p));
4450                         goto done;
4451 next:
4452                         sg = sg->next;
4453                 } while (sg != sd->groups);
4454         }
4455 done:
4456         return target;
4457 }
4458
4459 /*
4460  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
4461  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
4462  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
4463  *
4464  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
4465  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
4466  *
4467  * Returns the target cpu number.
4468  *
4469  * preempt must be disabled.
4470  */
4471 static int
4472 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4473 {
4474         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4475         int cpu = smp_processor_id();
4476         int new_cpu = cpu;
4477         int want_affine = 0;
4478         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4479
4480         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
4481                 return prev_cpu;
4482
4483         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4484                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4485                         want_affine = 1;
4486                 new_cpu = prev_cpu;
4487         }
4488
4489         rcu_read_lock();
4490         for_each_domain(cpu, tmp) {
4491                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4492                         continue;
4493
4494                 /*
4495                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4496                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4497                  */
4498                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4499                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4500                         affine_sd = tmp;
4501                         break;
4502                 }
4503
4504                 if (tmp->flags & sd_flag)
4505                         sd = tmp;
4506         }
4507
4508         if (affine_sd && cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4509                 prev_cpu = cpu;
4510
4511         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4512                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4513                 goto unlock;
4514         }
4515
4516         while (sd) {
4517                 struct sched_group *group;
4518                 int weight;
4519
4520                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4521                         sd = sd->child;
4522                         continue;
4523                 }
4524
4525                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
4526                 if (!group) {
4527                         sd = sd->child;
4528                         continue;
4529                 }
4530
4531                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4532                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4533                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4534                         sd = sd->child;
4535                         continue;
4536                 }
4537
4538                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4539                 cpu = new_cpu;
4540                 weight = sd->span_weight;
4541                 sd = NULL;
4542                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4543                         if (weight <= tmp->span_weight)
4544                                 break;
4545                         if (tmp->flags & sd_flag)
4546                                 sd = tmp;
4547                 }
4548                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4549         }
4550 unlock:
4551         rcu_read_unlock();
4552
4553         return new_cpu;
4554 }
4555
4556 /*
4557  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4558  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4559  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4560  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4561  */
4562 static void
4563 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4564 {
4565         struct sched_entity *se = &p->se;
4566         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4567
4568         /*
4569          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4570          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4571          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4572          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4573          */
4574         if (se->avg.decay_count) {
4575                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4576                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4577                                                 &cfs_rq->removed_load);
4578         }
4579
4580         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
4581         se->exec_start = 0;
4582 }
4583 #endif /* CONFIG_SMP */
4584
4585 static unsigned long
4586 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4587 {
4588         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4589
4590         /*
4591          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4592          * to virtual-time in his units.
4593          *
4594          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4595          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4596          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4597          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4598          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4599          *
4600          * This is especially important for buddies when the leftmost
4601          * task is higher priority than the buddy.
4602          */
4603         return calc_delta_fair(gran, se);
4604 }
4605
4606 /*
4607  * Should 'se' preempt 'curr'.
4608  *
4609  *             |s1
4610  *        |s2
4611  *   |s3
4612  *         g
4613  *      |<--->|c
4614  *
4615  *  w(c, s1) = -1
4616  *  w(c, s2) =  0
4617  *  w(c, s3) =  1
4618  *
4619  */
4620 static int
4621 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4622 {
4623         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4624
4625         if (vdiff <= 0)
4626                 return -1;
4627
4628         gran = wakeup_gran(curr, se);
4629         if (vdiff > gran)
4630                 return 1;
4631
4632         return 0;
4633 }
4634
4635 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4636 {
4637         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4638                 return;
4639
4640         for_each_sched_entity(se)
4641                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4642 }
4643
4644 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4645 {
4646         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4647                 return;
4648
4649         for_each_sched_entity(se)
4650                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4651 }
4652
4653 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4654 {
4655         for_each_sched_entity(se)
4656                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4657 }
4658
4659 /*
4660  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4661  */
4662 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4663 {
4664         struct task_struct *curr = rq->curr;
4665         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4666         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4667         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4668         int next_buddy_marked = 0;
4669
4670         if (unlikely(se == pse))
4671                 return;
4672
4673         /*
4674          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
4675          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4676          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4677          * next-buddy nomination below.
4678          */
4679         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4680                 return;
4681
4682         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4683                 set_next_buddy(pse);
4684                 next_buddy_marked = 1;
4685         }
4686
4687         /*
4688          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4689          * wake up path.
4690          *
4691          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4692          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4693          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4694          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4695          * below.
4696          */
4697         if (test_tsk_need_resched(curr))
4698                 return;
4699
4700         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4701         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4702             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4703                 goto preempt;
4704
4705         /*
4706          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4707          * is driven by the tick):
4708          */
4709         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4710                 return;
4711
4712         find_matching_se(&se, &pse);
4713         update_curr(cfs_rq_of(se));
4714         BUG_ON(!pse);
4715         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4716                 /*
4717                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4718                  * triggering this preemption.
4719                  */
4720                 if (!next_buddy_marked)
4721                         set_next_buddy(pse);
4722                 goto preempt;
4723         }
4724
4725         return;
4726
4727 preempt:
4728         resched_task(curr);
4729         /*
4730          * Only set the backward buddy when the current task is still
4731          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4732          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4733          * point, either of which can * drop the rq lock.
4734          *
4735          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4736          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4737          */
4738         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4739                 return;
4740
4741         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4742                 set_last_buddy(se);
4743 }
4744
4745 static struct task_struct *
4746 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4747 {
4748         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4749         struct sched_entity *se;
4750         struct task_struct *p;
4751         int new_tasks;
4752
4753 again:
4754 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4755         if (!cfs_rq->nr_running)
4756                 goto idle;
4757
4758         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
4759                 goto simple;
4760
4761         /*
4762          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
4763          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
4764          *
4765          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
4766          * hierarchy, only change the part that actually changes.
4767          */
4768
4769         do {
4770                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
4771
4772                 /*
4773                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
4774                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
4775                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
4776                  * forget we've ever seen it.
4777                  */
4778                 if (curr && curr->on_rq)
4779                         update_curr(cfs_rq);
4780                 else
4781                         curr = NULL;
4782
4783                 /*
4784                  * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the throttle and
4785                  * dequeue its entity in the parent(s). Therefore the 'simple'
4786                  * nr_running test will indeed be correct.
4787                  */
4788                 if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
4789                         goto simple;
4790
4791                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
4792                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4793         } while (cfs_rq);
4794
4795         p = task_of(se);
4796
4797         /*
4798          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
4799          * is a different task than we started out with, try and touch the
4800          * least amount of cfs_rqs.
4801          */
4802         if (prev != p) {
4803                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
4804
4805                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
4806                         int se_depth = se->depth;
4807                         int pse_depth = pse->depth;
4808
4809                         if (se_depth <= pse_depth) {
4810                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
4811                                 pse = parent_entity(pse);
4812                         }
4813                         if (se_depth >= pse_depth) {
4814                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
4815                                 se = parent_entity(se);
4816                         }
4817                 }
4818
4819                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
4820                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4821         }
4822
4823         if (hrtick_enabled(rq))
4824                 hrtick_start_fair(rq, p);
4825
4826         return p;
4827 simple:
4828         cfs_rq = &rq->cfs;
4829 #endif
4830
4831         if (!cfs_rq->nr_running)
4832                 goto idle;
4833
4834         put_prev_task(rq, prev);
4835
4836         do {
4837                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
4838                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4839                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4840         } while (cfs_rq);
4841
4842         p = task_of(se);
4843
4844         if (hrtick_enabled(rq))
4845                 hrtick_start_fair(rq, p);
4846
4847         return p;
4848
4849 idle:
4850         new_tasks = idle_balance(rq);
4851         /*
4852          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
4853          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
4854          * must re-start the pick_next_entity() loop.
4855          */
4856         if (new_tasks < 0)
4857                 return RETRY_TASK;
4858
4859         if (new_tasks > 0)
4860                 goto again;
4861
4862         return NULL;
4863 }
4864
4865 /*
4866  * Account for a descheduled task:
4867  */
4868 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4869 {
4870         struct sched_entity *se = &prev->se;
4871         struct cfs_rq *cfs_rq;
4872
4873         for_each_sched_entity(se) {
4874                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4875                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
4876         }
4877 }
4878
4879 /*
4880  * sched_yield() is very simple
4881  *
4882  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
4883  */
4884 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
4885 {
4886         struct task_struct *curr = rq->curr;
4887         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4888         struct sched_entity *se = &curr->se;
4889
4890         /*
4891          * Are we the only task in the tree?
4892          */
4893         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
4894                 return;
4895
4896         clear_buddies(cfs_rq, se);
4897
4898         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
4899                 update_rq_clock(rq);
4900                 /*
4901                  * Update run-time statistics of the 'current'.
4902                  */
4903                 update_curr(cfs_rq);
4904                 /*
4905                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
4906                  * so we don't do microscopic update in schedule()
4907                  * and double the fastpath cost.
4908                  */
4909                  rq->skip_clock_update = 1;
4910         }
4911
4912         set_skip_buddy(se);
4913 }
4914
4915 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
4916 {
4917         struct sched_entity *se = &p->se;
4918
4919         /* throttled hierarchies are not runnable */
4920         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
4921                 return false;
4922
4923         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
4924         set_next_buddy(se);
4925
4926         yield_task_fair(rq);
4927
4928         return true;
4929 }
4930
4931 #ifdef CONFIG_SMP
4932 /**************************************************
4933  * Fair scheduling class load-balancing methods.
4934  *
4935  * BASICS
4936  *
4937  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
4938  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
4939  * time to each task. This is expressed in the following equation:
4940  *
4941  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
4942  *
4943  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
4944  * W_i,0 is defined as:
4945  *
4946  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
4947  *
4948  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
4949  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
4950  *
4951  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
4952  * weight:
4953  *
4954  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
4955  *
4956  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
4957  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
4958  * can also include other factors [XXX].
4959  *
4960  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
4961  * directly from (1):
4962  *
4963  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
4964  *
4965  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
4966  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
4967  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
4968  *
4969  * [XXX expand on:
4970  *     - infeasible weights;
4971  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
4972  *
4973  *
4974  * SCHED DOMAINS
4975  *
4976  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
4977  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
4978  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
4979  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
4980  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
4981  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
4982  * the groups.
4983  *
4984  * This yields:
4985  *
4986  *     log_2 n     1     n
4987  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
4988  *     i = 0      2^i   2^i
4989  *                               `- size of each group
4990  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
4991  *         |         `- freq
4992  *         `- sum over all levels
4993  *
4994  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
4995  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
4996  *
4997  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
4998  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
4999  *
5000  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
5001  *
5002  *             log_2 n     
5003  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
5004  *             k = 0
5005  *
5006  * And you'll find that:
5007  *
5008  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
5009  *
5010  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
5011  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
5012  * of:
5013  *
5014  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
5015  *
5016  *
5017  * WORK CONSERVING
5018  *
5019  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
5020  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
5021  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
5022  *
5023  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
5024  * time.
5025  *
5026  * [XXX more?]
5027  *
5028  *
5029  * CGROUPS
5030  *
5031  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
5032  *
5033  *                                s_k,i
5034  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
5035  *                                 S_k
5036  *
5037  * Where
5038  *
5039  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
5040  *
5041  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
5042  *
5043  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
5044  * property.
5045  *
5046  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
5047  *      rewrite all of this once again.]
5048  */ 
5049
5050 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
5051
5052 enum fbq_type { regular, remote, all };
5053
5054 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
5055 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
5056 #define LBF_DST_PINNED  0x04
5057 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
5058
5059 struct lb_env {
5060         struct sched_domain     *sd;
5061
5062         struct rq               *src_rq;
5063         int                     src_cpu;
5064
5065         int                     dst_cpu;
5066         struct rq               *dst_rq;
5067
5068         struct cpumask          *dst_grpmask;
5069         int                     new_dst_cpu;
5070         enum cpu_idle_type      idle;
5071         long                    imbalance;
5072         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
5073         struct cpumask          *cpus;
5074
5075         unsigned int            flags;
5076
5077         unsigned int            loop;
5078         unsigned int            loop_break;
5079         unsigned int            loop_max;
5080
5081         enum fbq_type           fbq_type;
5082 };
5083
5084 /*
5085  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
5086  * Both runqueues must be locked.
5087  */
5088 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5089 {
5090         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
5091         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
5092         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
5093         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
5094 }
5095
5096 /*
5097  * Is this task likely cache-hot:
5098  */
5099 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5100 {
5101         s64 delta;
5102
5103         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
5104                 return 0;
5105
5106         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
5107                 return 0;
5108
5109         /*
5110          * Buddy candidates are cache hot:
5111          */
5112         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
5113                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
5114                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
5115                 return 1;
5116
5117         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
5118                 return 1;
5119         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
5120                 return 0;
5121
5122         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
5123
5124         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
5125 }
5126
5127 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5128 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
5129 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5130 {
5131         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5132         int src_nid, dst_nid;
5133
5134         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults_memory ||
5135             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
5136                 return false;
5137         }
5138
5139         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5140         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5141
5142         if (src_nid == dst_nid)
5143                 return false;
5144
5145         if (numa_group) {
5146                 /* Task is already in the group's interleave set. */
5147                 if (node_isset(src_nid, numa_group->active_nodes))
5148                         return false;
5149
5150                 /* Task is moving into the group's interleave set. */
5151                 if (node_isset(dst_nid, numa_group->active_nodes))
5152                         return true;
5153
5154                 return group_faults(p, dst_nid) > group_faults(p, src_nid);
5155         }
5156
5157         /* Encourage migration to the preferred node. */
5158         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
5159                 return true;
5160
5161         return task_faults(p, dst_nid) > task_faults(p, src_nid);
5162 }
5163
5164
5165 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5166 {
5167         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5168         int src_nid, dst_nid;
5169
5170         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
5171                 return false;
5172
5173         if (!p->numa_faults_memory || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
5174                 return false;
5175
5176         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5177         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5178
5179         if (src_nid == dst_nid)
5180                 return false;
5181
5182         if (numa_group) {
5183                 /* Task is moving within/into the group's interleave set. */
5184                 if (node_isset(dst_nid, numa_group->active_nodes))
5185                         return false;
5186
5187                 /* Task is moving out of the group's interleave set. */
5188                 if (node_isset(src_nid, numa_group->active_nodes))
5189                         return true;
5190
5191                 return group_faults(p, dst_nid) < group_faults(p, src_nid);
5192         }
5193
5194         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
5195         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
5196                 return true;
5197
5198         return task_faults(p, dst_nid) < task_faults(p, src_nid);
5199 }
5200
5201 #else
5202 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
5203                                              struct lb_env *env)
5204 {
5205         return false;
5206 }
5207
5208 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
5209                                              struct lb_env *env)
5210 {
5211         return false;
5212 }
5213 #endif
5214
5215 /*
5216  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
5217  */
5218 static
5219 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5220 {
5221         int tsk_cache_hot = 0;
5222         /*
5223          * We do not migrate tasks that are:
5224          * 1) throttled_lb_pair, or
5225          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
5226          * 3) running (obviously), or
5227          * 4) are cache-hot on their current CPU.
5228          */
5229         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
5230                 return 0;
5231
5232         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5233                 int cpu;
5234
5235                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
5236
5237                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
5238
5239                 /*
5240                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
5241                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
5242                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
5243                  *
5244                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
5245                  * one in current iteration.
5246                  */
5247                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
5248                         return 0;
5249
5250                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5251                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
5252                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5253                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
5254                                 env->new_dst_cpu = cpu;
5255                                 break;
5256                         }
5257                 }
5258
5259                 return 0;
5260         }
5261
5262         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
5263         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
5264
5265         if (task_running(env->src_rq, p)) {
5266                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
5267                 return 0;
5268         }
5269
5270         /*
5271          * Aggressive migration if:
5272          * 1) destination numa is preferred
5273          * 2) task is cache cold, or
5274          * 3) too many balance attempts have failed.
5275          */
5276         tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
5277         if (!tsk_cache_hot)
5278                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
5279
5280         if (migrate_improves_locality(p, env)) {
5281 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5282                 if (tsk_cache_hot) {
5283                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5284                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5285                 }
5286 #endif
5287                 return 1;
5288         }
5289
5290         if (!tsk_cache_hot ||
5291                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
5292
5293                 if (tsk_cache_hot) {
5294                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5295                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5296                 }
5297
5298                 return 1;
5299         }
5300
5301         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
5302         return 0;
5303 }
5304
5305 /*
5306  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
5307  * part of active balancing operations within "domain".
5308  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
5309  *
5310  * Called with both runqueues locked.
5311  */
5312 static int move_one_task(struct lb_env *env)
5313 {
5314         struct task_struct *p, *n;
5315
5316         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
5317                 if (!can_migrate_task(p, env))
5318                         continue;
5319
5320                 move_task(p, env);
5321                 /*
5322                  * Right now, this is only the second place move_task()
5323                  * is called, so we can safely collect move_task()
5324                  * stats here rather than inside move_task().
5325                  */
5326                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
5327                 return 1;
5328         }
5329         return 0;
5330 }
5331
5332 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
5333
5334 /*
5335  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
5336  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
5337  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
5338  *
5339  * Called with both runqueues locked.
5340  */
5341 static int move_tasks(struct lb_env *env)
5342 {
5343         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
5344         struct task_struct *p;
5345         unsigned long load;
5346         int pulled = 0;
5347
5348         if (env->imbalance <= 0)
5349                 return 0;
5350
5351         while (!list_empty(tasks)) {
5352                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5353
5354                 env->loop++;
5355                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
5356                 if (env->loop > env->loop_max)
5357                         break;
5358
5359                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
5360                 if (env->loop > env->loop_break) {
5361                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
5362                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
5363                         break;
5364                 }
5365
5366                 if (!can_migrate_task(p, env))
5367                         goto next;
5368
5369                 load = task_h_load(p);
5370
5371                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
5372                         goto next;
5373
5374                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5375                         goto next;
5376
5377                 move_task(p, env);
5378                 pulled++;
5379                 env->imbalance -= load;
5380
5381 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5382                 /*
5383                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5384                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
5385                  * the critical section.
5386                  */
5387                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5388                         break;
5389 #endif
5390
5391                 /*
5392                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5393                  * weighted load.
5394                  */
5395                 if (env->imbalance <= 0)
5396                         break;
5397
5398                 continue;
5399 next:
5400                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5401         }
5402
5403         /*
5404          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
5405          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
5406          * inside move_task().
5407          */
5408         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
5409
5410         return pulled;
5411 }
5412
5413 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5414 /*
5415  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
5416  */
5417 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
5418 {
5419         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5420         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5421
5422         /* throttled entities do not contribute to load */
5423         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5424                 return;
5425
5426         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
5427
5428         if (se) {
5429                 update_entity_load_avg(se, 1);
5430                 /*
5431                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
5432                  * list removal.  This generally implies that all our children
5433                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
5434                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
5435                  * at enqueue.
5436                  *
5437                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
5438                  */
5439                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
5440                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5441         } else {
5442                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5443                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
5444         }
5445 }
5446
5447 static void update_blocked_averages(int cpu)
5448 {
5449         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5450         struct cfs_rq *cfs_rq;
5451         unsigned long flags;
5452
5453         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5454         update_rq_clock(rq);
5455         /*
5456          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5457          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5458          */
5459         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5460                 /*
5461                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5462                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5463                  * groups does not result in continually extending hold time.
5464                  */
5465                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5466         }
5467
5468         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5469 }
5470
5471 /*
5472  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5473  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5474  * group is a fraction of its parents load.
5475  */
5476 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5477 {
5478         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5479         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5480         unsigned long now = jiffies;
5481         unsigned long load;
5482
5483         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5484                 return;
5485
5486         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5487         for_each_sched_entity(se) {
5488                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5489                 cfs_rq->h_load_next = se;
5490                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5491                         break;
5492         }
5493
5494         if (!se) {
5495                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5496                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5497         }
5498
5499         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5500                 load = cfs_rq->h_load;
5501                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5502                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5503                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5504                 cfs_rq->h_load = load;
5505                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5506         }
5507 }
5508
5509 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5510 {
5511         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5512
5513         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5514         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5515                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5516 }
5517 #else
5518 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5519 {
5520 }
5521
5522 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5523 {
5524         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5525 }
5526 #endif
5527
5528 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5529 /*
5530  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5531  */
5532 struct sg_lb_stats {
5533         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5534         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5535         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5536         unsigned long load_per_task;
5537         unsigned long group_capacity;
5538         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5539         unsigned int group_capacity_factor;
5540         unsigned int idle_cpus;
5541         unsigned int group_weight;
5542         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
5543         int group_has_free_capacity;
5544 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5545         unsigned int nr_numa_running;
5546         unsigned int nr_preferred_running;
5547 #endif
5548 };
5549
5550 /*
5551  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5552  *               during load balancing.
5553  */
5554 struct sd_lb_stats {
5555         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5556         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5557         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5558         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
5559         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5560
5561         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5562         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5563 };
5564
5565 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5566 {
5567         /*
5568          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5569          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5570          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5571          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5572          */
5573         *sds = (struct sd_lb_stats){
5574                 .busiest = NULL,
5575                 .local = NULL,
5576                 .total_load = 0UL,
5577                 .total_capacity = 0UL,
5578                 .busiest_stat = {
5579                         .avg_load = 0UL,
5580                 },
5581         };
5582 }
5583
5584 /**
5585  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5586  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5587  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
5588  *
5589  * Return: The load index.
5590  */
5591 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5592                                         enum cpu_idle_type idle)
5593 {
5594         int load_idx;
5595
5596         switch (idle) {
5597         case CPU_NOT_IDLE:
5598                 load_idx = sd->busy_idx;
5599                 break;
5600
5601         case CPU_NEWLY_IDLE:
5602                 load_idx = sd->newidle_idx;
5603                 break;
5604         default:
5605                 load_idx = sd->idle_idx;
5606                 break;
5607         }
5608
5609         return load_idx;
5610 }
5611
5612 static unsigned long default_scale_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5613 {
5614         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
5615 }
5616
5617 unsigned long __weak arch_scale_freq_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5618 {
5619         return default_scale_capacity(sd, cpu);
5620 }
5621
5622 static unsigned long default_scale_smt_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5623 {
5624         unsigned long weight = sd->span_weight;
5625         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
5626
5627         smt_gain /= weight;
5628
5629         return smt_gain;
5630 }
5631
5632 unsigned long __weak arch_scale_smt_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5633 {
5634         return default_scale_smt_capacity(sd, cpu);
5635 }
5636
5637 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
5638 {
5639         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5640         u64 total, available, age_stamp, avg;
5641         s64 delta;
5642
5643         /*
5644          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5645          * we read them once before doing sanity checks on them.
5646          */
5647         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5648         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5649
5650         delta = rq_clock(rq) - age_stamp;
5651         if (unlikely(delta < 0))
5652                 delta = 0;
5653
5654         total = sched_avg_period() + delta;
5655
5656         if (unlikely(total < avg)) {
5657                 /* Ensures that capacity won't end up being negative */
5658                 available = 0;
5659         } else {
5660                 available = total - avg;
5661         }
5662
5663         if (unlikely((s64)total < SCHED_CAPACITY_SCALE))
5664                 total = SCHED_CAPACITY_SCALE;
5665
5666         total >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5667
5668         return div_u64(available, total);
5669 }
5670
5671 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5672 {
5673         unsigned long weight = sd->span_weight;
5674         unsigned long capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE;
5675         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5676
5677         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && weight > 1) {
5678                 if (sched_feat(ARCH_CAPACITY))
5679                         capacity *= arch_scale_smt_capacity(sd, cpu);
5680                 else
5681                         capacity *= default_scale_smt_capacity(sd, cpu);
5682
5683                 capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5684         }
5685
5686         sdg->sgc->capacity_orig = capacity;
5687
5688         if (sched_feat(ARCH_CAPACITY))
5689                 capacity *= arch_scale_freq_capacity(sd, cpu);
5690         else
5691                 capacity *= default_scale_capacity(sd, cpu);
5692
5693         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5694
5695         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
5696         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5697
5698         if (!capacity)
5699                 capacity = 1;
5700
5701         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
5702         sdg->sgc->capacity = capacity;
5703 }
5704
5705 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5706 {
5707         struct sched_domain *child = sd->child;
5708         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
5709         unsigned long capacity, capacity_orig;
5710         unsigned long interval;
5711
5712         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5713         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5714         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
5715
5716         if (!child) {
5717                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
5718                 return;
5719         }
5720
5721         capacity_orig = capacity = 0;
5722
5723         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
5724                 /*
5725                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
5726                  * span the current group.
5727                  */
5728
5729                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
5730                         struct sched_group_capacity *sgc;
5731                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5732
5733                         /*
5734                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
5735                          * gets here before we've attached the domains to the
5736                          * runqueues.
5737                          *
5738                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
5739                          * in update_cpu_capacity().
5740                          *
5741                          * This avoids capacity/capacity_orig from being 0 and
5742                          * causing divide-by-zero issues on boot.
5743                          *
5744                          * Runtime updates will correct capacity_orig.
5745                          */
5746                         if (unlikely(!rq->sd)) {
5747                                 capacity_orig += capacity_of(cpu);
5748                                 capacity += capacity_of(cpu);
5749                                 continue;
5750                         }
5751
5752                         sgc = rq->sd->groups->sgc;
5753                         capacity_orig += sgc->capacity_orig;
5754                         capacity += sgc->capacity;
5755                 }
5756         } else  {
5757                 /*
5758                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
5759                  * span the current group.
5760                  */ 
5761
5762                 group = child->groups;
5763                 do {
5764                         capacity_orig += group->sgc->capacity_orig;
5765                         capacity += group->sgc->capacity;
5766                         group = group->next;
5767                 } while (group != child->groups);
5768         }
5769
5770         sdg->sgc->capacity_orig = capacity_orig;
5771         sdg->sgc->capacity = capacity;
5772 }
5773
5774 /*
5775  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
5776  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
5777  * which on its own isn't powerful enough.
5778  *
5779  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
5780  */
5781 static inline int
5782 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
5783 {
5784         /*
5785          * Only siblings can have significantly less than SCHED_CAPACITY_SCALE
5786          */
5787         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY))
5788                 return 0;
5789
5790         /*
5791          * If ~90% of the cpu_capacity is still there, we're good.
5792          */
5793         if (group->sgc->capacity * 32 > group->sgc->capacity_orig * 29)
5794                 return 1;
5795
5796         return 0;
5797 }
5798
5799 /*
5800  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
5801  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
5802  *
5803  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
5804  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
5805  * Something like:
5806  *
5807  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
5808  *              *     * * *
5809  *
5810  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
5811  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
5812  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
5813  *
5814  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
5815  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
5816  * moving tasks due to affinity constraints.
5817  *
5818  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
5819  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
5820  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
5821  * to create an effective group imbalance.
5822  *
5823  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
5824  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
5825  * subtle and fragile situation.
5826  */
5827
5828 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
5829 {
5830         return group->sgc->imbalance;
5831 }
5832
5833 /*
5834  * Compute the group capacity factor.
5835  *
5836  * Avoid the issue where N*frac(smt_capacity) >= 1 creates 'phantom' cores by
5837  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
5838  * and limit unit capacity with that.
5839  */
5840 static inline int sg_capacity_factor(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
5841 {
5842         unsigned int capacity_factor, smt, cpus;
5843         unsigned int capacity, capacity_orig;
5844
5845         capacity = group->sgc->capacity;
5846         capacity_orig = group->sgc->capacity_orig;
5847         cpus = group->group_weight;
5848
5849         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_capacity < 2 */
5850         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, capacity_orig);
5851         capacity_factor = cpus / smt; /* cores */
5852
5853         capacity_factor = min_t(unsigned,
5854                 capacity_factor, DIV_ROUND_CLOSEST(capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
5855         if (!capacity_factor)
5856                 capacity_factor = fix_small_capacity(env->sd, group);
5857
5858         return capacity_factor;
5859 }
5860
5861 /**
5862  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
5863  * @env: The load balancing environment.
5864  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
5865  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
5866  * @local_group: Does group contain this_cpu.
5867  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
5868  */
5869 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
5870                         struct sched_group *group, int load_idx,
5871                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
5872                         bool *overload)
5873 {
5874         unsigned long load;
5875         int i;
5876
5877         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
5878
5879         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5880                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5881
5882                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5883                 if (local_group)
5884                         load = target_load(i, load_idx);
5885                 else
5886                         load = source_load(i, load_idx);
5887
5888                 sgs->group_load += load;
5889                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
5890
5891                 if (rq->nr_running > 1)
5892                         *overload = true;
5893
5894 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5895                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
5896                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
5897 #endif
5898                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
5899                 if (idle_cpu(i))
5900                         sgs->idle_cpus++;
5901         }
5902
5903         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5904         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
5905         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
5906
5907         if (sgs->sum_nr_running)
5908                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
5909
5910         sgs->group_weight = group->group_weight;
5911
5912         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
5913         sgs->group_capacity_factor = sg_capacity_factor(env, group);
5914
5915         if (sgs->group_capacity_factor > sgs->sum_nr_running)
5916                 sgs->group_has_free_capacity = 1;
5917 }
5918
5919 /**
5920  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
5921  * @env: The load balancing environment.
5922  * @sds: sched_domain statistics
5923  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
5924  * @sgs: sched_group statistics
5925  *
5926  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
5927  * busiest group.
5928  *
5929  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
5930  * busiest group. %false otherwise.
5931  */
5932 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
5933                                    struct sd_lb_stats *sds,
5934                                    struct sched_group *sg,
5935                                    struct sg_lb_stats *sgs)
5936 {
5937         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
5938                 return false;
5939
5940         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity_factor)
5941                 return true;
5942
5943         if (sgs->group_imb)
5944                 return true;
5945
5946         /*
5947          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
5948          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
5949          * higher than ourself as busy.
5950          */
5951         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
5952             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
5953                 if (!sds->busiest)
5954                         return true;
5955
5956                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
5957                         return true;
5958         }
5959
5960         return false;
5961 }
5962
5963 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5964 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5965 {
5966         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
5967                 return regular;
5968         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
5969                 return remote;
5970         return all;
5971 }
5972
5973 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5974 {
5975         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
5976                 return regular;
5977         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
5978                 return remote;
5979         return all;
5980 }
5981 #else
5982 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5983 {
5984         return all;
5985 }
5986
5987 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5988 {
5989         return regular;
5990 }
5991 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5992
5993 /**
5994  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
5995  * @env: The load balancing environment.
5996  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
5997  */
5998 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5999 {
6000         struct sched_domain *child = env->sd->child;
6001         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6002         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
6003         int load_idx, prefer_sibling = 0;
6004         bool overload = false;
6005
6006         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6007                 prefer_sibling = 1;
6008
6009         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
6010
6011         do {
6012                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
6013                 int local_group;
6014
6015                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
6016                 if (local_group) {
6017                         sds->local = sg;
6018                         sgs = &sds->local_stat;
6019
6020                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
6021                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
6022                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
6023                 }
6024
6025                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
6026                                                 &overload);
6027
6028                 if (local_group)
6029                         goto next_group;
6030
6031                 /*
6032                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
6033                  * first, lower the sg capacity factor to one so that we'll try
6034                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
6035                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
6036                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity_factor. The
6037                  * extra check prevents the case where you always pull from the
6038                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
6039                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
6040                  */
6041                 if (prefer_sibling && sds->local &&
6042                     sds->local_stat.group_has_free_capacity)
6043                         sgs->group_capacity_factor = min(sgs->group_capacity_factor, 1U);
6044
6045                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
6046                         sds->busiest = sg;
6047                         sds->busiest_stat = *sgs;
6048                 }
6049
6050 next_group:
6051                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
6052                 sds->total_load += sgs->group_load;
6053                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
6054
6055                 sg = sg->next;
6056         } while (sg != env->sd->groups);
6057
6058         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
6059                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
6060
6061         if (!env->sd->parent) {
6062                 /* update overload indicator if we are at root domain */
6063                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
6064                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
6065         }
6066
6067 }
6068
6069 /**
6070  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
6071  *                      sched doman.
6072  *
6073  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
6074  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
6075  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
6076  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
6077  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
6078  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
6079  *
6080  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
6081  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
6082  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
6083  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
6084  * number.
6085  *
6086  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
6087  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
6088  *
6089  * @env: The load balancing environment.
6090  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
6091  */
6092 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6093 {
6094         int busiest_cpu;
6095
6096         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6097                 return 0;
6098
6099         if (!sds->busiest)
6100                 return 0;
6101
6102         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
6103         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
6104                 return 0;
6105
6106         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
6107                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
6108                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
6109
6110         return 1;
6111 }
6112
6113 /**
6114  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
6115  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
6116  *                      load balancing.
6117  * @env: The load balancing environment.
6118  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6119  */
6120 static inline
6121 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6122 {
6123         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
6124         unsigned int imbn = 2;
6125         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
6126         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6127
6128         local = &sds->local_stat;
6129         busiest = &sds->busiest_stat;
6130
6131         if (!local->sum_nr_running)
6132                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
6133         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
6134                 imbn = 1;
6135
6136         scaled_busy_load_per_task =
6137                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6138                 busiest->group_capacity;
6139
6140         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
6141             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
6142                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6143                 return;
6144         }
6145
6146         /*
6147          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
6148          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
6149          * moving them.
6150          */
6151
6152         capa_now += busiest->group_capacity *
6153                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
6154         capa_now += local->group_capacity *
6155                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
6156         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6157
6158         /* Amount of load we'd subtract */
6159         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
6160                 capa_move += busiest->group_capacity *
6161                             min(busiest->load_per_task,
6162                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
6163         }
6164
6165         /* Amount of load we'd add */
6166         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
6167             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
6168                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
6169                       local->group_capacity;
6170         } else {
6171                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6172                       local->group_capacity;
6173         }
6174         capa_move += local->group_capacity *
6175                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
6176         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6177
6178         /* Move if we gain throughput */
6179         if (capa_move > capa_now)
6180                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6181 }
6182
6183 /**
6184  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
6185  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
6186  * @env: load balance environment
6187  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6188  */
6189 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6190 {
6191         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
6192         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6193
6194         local = &sds->local_stat;
6195         busiest = &sds->busiest_stat;
6196
6197         if (busiest->group_imb) {
6198                 /*
6199                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
6200                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
6201                  */
6202                 busiest->load_per_task =
6203                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
6204         }
6205
6206         /*
6207          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
6208          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
6209          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
6210          */
6211         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
6212             local->avg_load >= sds->avg_load) {
6213                 env->imbalance = 0;
6214                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6215         }
6216
6217         if (!busiest->group_imb) {
6218                 /*
6219                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
6220                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
6221                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
6222                  */
6223                 load_above_capacity =
6224                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity_factor);
6225
6226                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_CAPACITY_SCALE);
6227                 load_above_capacity /= busiest->group_capacity;
6228         }
6229
6230         /*
6231          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
6232          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
6233          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
6234          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
6235          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
6236          * for the minimum possible imbalance.
6237          */
6238         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
6239
6240         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
6241         env->imbalance = min(
6242                 max_pull * busiest->group_capacity,
6243                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
6244         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
6245
6246         /*
6247          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
6248          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
6249          * a think about bumping its value to force at least one task to be
6250          * moved
6251          */
6252         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
6253                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6254 }
6255
6256 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
6257
6258 /**
6259  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
6260  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
6261  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
6262  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
6263  * such a group exists.
6264  *
6265  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
6266  * to restore balance.
6267  *
6268  * @env: The load balancing environment.
6269  *
6270  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
6271  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
6272  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
6273  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
6274  */
6275 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
6276 {
6277         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6278         struct sd_lb_stats sds;
6279
6280         init_sd_lb_stats(&sds);
6281
6282         /*
6283          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
6284          * this level.
6285          */
6286         update_sd_lb_stats(env, &sds);
6287         local = &sds.local_stat;
6288         busiest = &sds.busiest_stat;
6289
6290         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
6291             check_asym_packing(env, &sds))
6292                 return sds.busiest;
6293
6294         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
6295         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
6296                 goto out_balanced;
6297
6298         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
6299                                                 / sds.total_capacity;
6300
6301         /*
6302          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
6303          * work because they assume all things are equal, which typically
6304          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
6305          */
6306         if (busiest->group_imb)
6307                 goto force_balance;
6308
6309         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
6310         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_free_capacity &&
6311             !busiest->group_has_free_capacity)
6312                 goto force_balance;
6313
6314         /*
6315          * If the local group is more busy than the selected busiest group
6316          * don't try and pull any tasks.
6317          */
6318         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
6319                 goto out_balanced;
6320
6321         /*
6322          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
6323          * average load.
6324          */
6325         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
6326                 goto out_balanced;
6327
6328         if (env->idle == CPU_IDLE) {
6329                 /*
6330                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
6331                  * have more tasks than the number of available cpu's and
6332                  * there is no imbalance between this and busiest group
6333                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
6334                  */
6335                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
6336                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
6337                         goto out_balanced;
6338         } else {
6339                 /*
6340                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
6341                  * imbalance_pct to be conservative.
6342                  */
6343                 if (100 * busiest->avg_load <=
6344                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
6345                         goto out_balanced;
6346         }
6347
6348 force_balance:
6349         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
6350         calculate_imbalance(env, &sds);
6351         return sds.busiest;
6352
6353 out_balanced:
6354         env->imbalance = 0;
6355         return NULL;
6356 }
6357
6358 /*
6359  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
6360  */
6361 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
6362                                      struct sched_group *group)
6363 {
6364         struct rq *busiest = NULL, *rq;
6365         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
6366         int i;
6367
6368         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6369                 unsigned long capacity, capacity_factor, wl;
6370                 enum fbq_type rt;
6371
6372                 rq = cpu_rq(i);
6373                 rt = fbq_classify_rq(rq);
6374
6375                 /*
6376                  * We classify groups/runqueues into three groups:
6377                  *  - regular: there are !numa tasks
6378                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
6379                  *  - all:     there is no distinction
6380                  *
6381                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
6382                  * ignore those when there's better options.
6383                  *
6384                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
6385                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
6386                  * queue by moving tasks around inside the node.
6387                  *
6388                  * If we cannot move enough load due to this classification
6389                  * the next pass will adjust the group classification and
6390                  * allow migration of more tasks.
6391                  *
6392                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
6393                  */
6394                 if (rt > env->fbq_type)
6395                         continue;
6396
6397                 capacity = capacity_of(i);
6398                 capacity_factor = DIV_ROUND_CLOSEST(capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE);
6399                 if (!capacity_factor)
6400                         capacity_factor = fix_small_capacity(env->sd, group);
6401
6402                 wl = weighted_cpuload(i);
6403
6404                 /*
6405                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
6406                  * which is not scaled with the cpu capacity.
6407                  */
6408                 if (capacity_factor && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
6409                         continue;
6410
6411                 /*
6412                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6413                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
6414                  * that the load can be moved away from the cpu that is
6415                  * potentially running at a lower capacity.
6416                  *
6417                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
6418                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6419                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
6420                  * our previous maximum.
6421                  */
6422                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
6423                         busiest_load = wl;
6424                         busiest_capacity = capacity;
6425                         busiest = rq;
6426                 }
6427         }
6428
6429         return busiest;
6430 }
6431
6432 /*
6433  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6434  * so long as it is large enough.
6435  */
6436 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6437
6438 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6439 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6440
6441 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6442 {
6443         struct sched_domain *sd = env->sd;
6444
6445         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6446
6447                 /*
6448                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6449                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6450                  * lowest numbered CPUs.
6451                  */
6452                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6453                         return 1;
6454         }
6455
6456         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6457 }
6458
6459 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6460
6461 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6462 {
6463         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6464         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6465         int cpu, balance_cpu = -1;
6466
6467         /*
6468          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6469          * to do the newly idle load balance.
6470          */
6471         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6472                 return 1;
6473
6474         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6475         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6476         /* Try to find first idle cpu */
6477         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6478                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6479                         continue;
6480
6481                 balance_cpu = cpu;
6482                 break;
6483         }
6484
6485         if (balance_cpu == -1)
6486                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6487
6488         /*
6489          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6490          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6491          */
6492         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6493 }
6494
6495 /*
6496  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6497  * tasks if there is an imbalance.
6498  */
6499 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6500                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6501                         int *continue_balancing)
6502 {
6503         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6504         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6505         struct sched_group *group;
6506         struct rq *busiest;
6507         unsigned long flags;
6508         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
6509
6510         struct lb_env env = {
6511                 .sd             = sd,
6512                 .dst_cpu        = this_cpu,
6513                 .dst_rq         = this_rq,
6514                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6515                 .idle           = idle,
6516                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6517                 .cpus           = cpus,
6518                 .fbq_type       = all,
6519         };
6520
6521         /*
6522          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6523          * other cpus in our group
6524          */
6525         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6526                 env.dst_grpmask = NULL;
6527
6528         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6529
6530         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6531
6532 redo:
6533         if (!should_we_balance(&env)) {
6534                 *continue_balancing = 0;
6535                 goto out_balanced;
6536         }
6537
6538         group = find_busiest_group(&env);
6539         if (!group) {
6540                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6541                 goto out_balanced;
6542         }
6543
6544         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6545         if (!busiest) {
6546                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6547                 goto out_balanced;
6548         }
6549
6550         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6551
6552         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6553
6554         ld_moved = 0;
6555         if (busiest->nr_running > 1) {
6556                 /*
6557                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6558                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6559                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6560                  * correctly treated as an imbalance.
6561                  */
6562                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6563                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6564                 env.src_rq    = busiest;
6565                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6566
6567 more_balance:
6568                 local_irq_save(flags);
6569                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
6570
6571                 /*
6572                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6573                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6574                  */
6575                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
6576                 ld_moved += cur_ld_moved;
6577                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
6578                 local_irq_restore(flags);
6579
6580                 /*
6581                  * some other cpu did the load balance for us.
6582                  */
6583                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
6584                         resched_cpu(env.dst_cpu);
6585
6586                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6587                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6588                         goto more_balance;
6589                 }
6590
6591                 /*
6592                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6593                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6594                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6595                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6596                  * sched_group.
6597                  *
6598                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6599                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6600                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6601                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6602                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6603                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6604                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6605                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6606                  * This however should not happen so much in practice and
6607                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6608                  * excess load moved.
6609                  */
6610                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6611
6612                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6613                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6614
6615                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6616                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6617                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6618                         env.loop         = 0;
6619                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6620
6621                         /*
6622                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6623                          * need to continue with same src_cpu.
6624                          */
6625                         goto more_balance;
6626                 }
6627
6628                 /*
6629                  * We failed to reach balance because of affinity.
6630                  */
6631                 if (sd_parent) {
6632                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
6633
6634                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6635                                 *group_imbalance = 1;
6636                         } else if (*group_imbalance)
6637                                 *group_imbalance = 0;
6638                 }
6639
6640                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6641                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6642                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6643                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6644                                 env.loop = 0;
6645                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6646                                 goto redo;
6647                         }
6648                         goto out_balanced;
6649                 }
6650         }
6651
6652         if (!ld_moved) {
6653                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
6654                 /*
6655                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
6656                  * We do not want newidle balance, which can be very
6657                  * frequent, pollute the failure counter causing
6658                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
6659                  */
6660                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
6661                         sd->nr_balance_failed++;
6662
6663                 if (need_active_balance(&env)) {
6664                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6665
6666                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
6667                          * if the curr task on busiest cpu can't be
6668                          * moved to this_cpu
6669                          */
6670                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
6671                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
6672                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
6673                                                             flags);
6674                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6675                                 goto out_one_pinned;
6676                         }
6677
6678                         /*
6679                          * ->active_balance synchronizes accesses to
6680                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
6681                          * only after active load balance is finished.
6682                          */
6683                         if (!busiest->active_balance) {
6684                                 busiest->active_balance = 1;
6685                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
6686                                 active_balance = 1;
6687                         }
6688                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
6689
6690                         if (active_balance) {
6691                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
6692                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
6693                                         &busiest->active_balance_work);
6694                         }
6695
6696                         /*
6697                          * We've kicked active balancing, reset the failure
6698                          * counter.
6699                          */
6700                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
6701                 }
6702         } else
6703                 sd->nr_balance_failed = 0;
6704
6705         if (likely(!active_balance)) {
6706                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
6707                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
6708         } else {
6709                 /*
6710                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
6711                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
6712                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
6713                  * move_tasks).
6714                  */
6715                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
6716                         sd->balance_interval *= 2;
6717         }
6718
6719         goto out;
6720
6721 out_balanced:
6722         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
6723
6724         sd->nr_balance_failed = 0;
6725
6726 out_one_pinned:
6727         /* tune up the balancing interval */
6728         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
6729                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
6730                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
6731                 sd->balance_interval *= 2;
6732
6733         ld_moved = 0;
6734 out:
6735         return ld_moved;
6736 }
6737
6738 static inline unsigned long
6739 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
6740 {
6741         unsigned long interval = sd->balance_interval;
6742
6743         if (cpu_busy)
6744                 interval *= sd->busy_factor;
6745
6746         /* scale ms to jiffies */
6747         interval = msecs_to_jiffies(interval);
6748         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6749
6750         return interval;
6751 }
6752
6753 static inline void
6754 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
6755 {
6756         unsigned long interval, next;
6757
6758         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
6759         next = sd->last_balance + interval;
6760
6761         if (time_after(*next_balance, next))
6762                 *next_balance = next;
6763 }
6764
6765 /*
6766  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
6767  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
6768  */
6769 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
6770 {
6771         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
6772         int this_cpu = this_rq->cpu;
6773         struct sched_domain *sd;
6774         int pulled_task = 0;
6775         u64 curr_cost = 0;
6776
6777         idle_enter_fair(this_rq);
6778
6779         /*
6780          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
6781          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
6782          */
6783         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
6784
6785         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
6786             !this_rq->rd->overload) {
6787                 rcu_read_lock();
6788                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
6789                 if (sd)
6790                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
6791                 rcu_read_unlock();
6792
6793                 goto out;
6794         }
6795
6796         /*
6797          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
6798          */
6799         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
6800
6801         update_blocked_averages(this_cpu);
6802         rcu_read_lock();
6803         for_each_domain(this_cpu, sd) {
6804                 int continue_balancing = 1;
6805                 u64 t0, domain_cost;
6806
6807                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6808                         continue;
6809
6810                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
6811                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
6812                         break;
6813                 }
6814
6815                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
6816                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
6817
6818                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
6819                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
6820                                                    &continue_balancing);
6821
6822                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
6823                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
6824                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
6825
6826                         curr_cost += domain_cost;
6827                 }
6828
6829                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
6830
6831                 /*
6832                  * Stop searching for tasks to pull if there are
6833                  * now runnable tasks on this rq.
6834                  */
6835                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
6836                         break;
6837         }
6838         rcu_read_unlock();
6839
6840         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
6841
6842         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
6843                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
6844
6845         /*
6846          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
6847          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
6848          * pretend we pulled a task.
6849          */
6850         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
6851                 pulled_task = 1;
6852
6853 out:
6854         /* Move the next balance forward */
6855         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
6856                 this_rq->next_balance = next_balance;
6857
6858         /* Is there a task of a high priority class? */
6859         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
6860                 pulled_task = -1;
6861
6862         if (pulled_task) {
6863                 idle_exit_fair(this_rq);
6864                 this_rq->idle_stamp = 0;
6865         }
6866
6867         return pulled_task;
6868 }
6869
6870 /*
6871  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
6872  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
6873  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
6874  * avoids physical / logical imbalances.
6875  */
6876 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
6877 {
6878         struct rq *busiest_rq = data;
6879         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
6880         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
6881         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
6882         struct sched_domain *sd;
6883
6884         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
6885
6886         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
6887         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
6888                      !busiest_rq->active_balance))
6889                 goto out_unlock;
6890
6891         /* Is there any task to move? */
6892         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
6893                 goto out_unlock;
6894
6895         /*
6896          * This condition is "impossible", if it occurs
6897          * we need to fix it. Originally reported by
6898          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
6899          */
6900         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
6901
6902         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
6903         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
6904
6905         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
6906         rcu_read_lock();
6907         for_each_domain(target_cpu, sd) {
6908                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
6909                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
6910                                 break;
6911         }
6912
6913         if (likely(sd)) {
6914                 struct lb_env env = {
6915                         .sd             = sd,
6916                         .dst_cpu        = target_cpu,
6917                         .dst_rq         = target_rq,
6918                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
6919                         .src_rq         = busiest_rq,
6920                         .idle           = CPU_IDLE,
6921                 };
6922
6923                 schedstat_inc(sd, alb_count);
6924
6925                 if (move_one_task(&env))
6926                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
6927                 else
6928                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
6929         }
6930         rcu_read_unlock();
6931         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
6932 out_unlock:
6933         busiest_rq->active_balance = 0;
6934         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
6935         return 0;
6936 }
6937
6938 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
6939 {
6940         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
6941 }
6942
6943 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6944 /*
6945  * idle load balancing details
6946  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
6947  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
6948  *   load balancing for all the idle CPUs.
6949  */
6950 static struct {
6951         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6952         atomic_t nr_cpus;
6953         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6954 } nohz ____cacheline_aligned;
6955
6956 static inline int find_new_ilb(void)
6957 {
6958         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
6959
6960         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
6961                 return ilb;
6962
6963         return nr_cpu_ids;
6964 }
6965
6966 /*
6967  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
6968  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
6969  * CPU (if there is one).
6970  */
6971 static void nohz_balancer_kick(void)
6972 {
6973         int ilb_cpu;
6974
6975         nohz.next_balance++;
6976
6977         ilb_cpu = find_new_ilb();
6978
6979         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
6980                 return;
6981
6982         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
6983                 return;
6984         /*
6985          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
6986          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
6987          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
6988          * will be run before returning from the IPI.
6989          */
6990         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
6991         return;
6992 }
6993
6994 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
6995 {
6996         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
6997                 /*
6998                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
6999                  */
7000                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
7001                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7002                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
7003                 }
7004                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7005         }
7006 }
7007
7008 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
7009 {
7010         struct sched_domain *sd;
7011         int cpu = smp_processor_id();
7012
7013         rcu_read_lock();
7014         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7015
7016         if (!sd || !sd->nohz_idle)
7017                 goto unlock;
7018         sd->nohz_idle = 0;
7019
7020         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7021 unlock:
7022         rcu_read_unlock();
7023 }
7024
7025 void set_cpu_sd_state_idle(void)
7026 {
7027         struct sched_domain *sd;
7028         int cpu = smp_processor_id();
7029
7030         rcu_read_lock();
7031         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7032
7033         if (!sd || sd->nohz_idle)
7034                 goto unlock;
7035         sd->nohz_idle = 1;
7036
7037         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7038 unlock:
7039         rcu_read_unlock();
7040 }
7041
7042 /*
7043  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
7044  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
7045  */
7046 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
7047 {
7048         /*
7049          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
7050          */
7051         if (!cpu_active(cpu))
7052                 return;
7053
7054         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
7055                 return;
7056
7057         /*
7058          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
7059          */
7060         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
7061                 return;
7062
7063         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7064         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
7065         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7066 }
7067
7068 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
7069                                         unsigned long action, void *hcpu)
7070 {
7071         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
7072         case CPU_DYING:
7073                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
7074                 return NOTIFY_OK;
7075         default:
7076                 return NOTIFY_DONE;
7077         }
7078 }
7079 #endif
7080
7081 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
7082
7083 /*
7084  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
7085  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
7086  */
7087 void update_max_interval(void)
7088 {
7089         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
7090 }
7091
7092 /*
7093  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
7094  * and initiates a balancing operation if so.
7095  *
7096  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
7097  */
7098 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
7099 {
7100         int continue_balancing = 1;
7101         int cpu = rq->cpu;
7102         unsigned long interval;
7103         struct sched_domain *sd;
7104         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
7105         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
7106         int update_next_balance = 0;
7107         int need_serialize, need_decay = 0;
7108         u64 max_cost = 0;
7109
7110         update_blocked_averages(cpu);
7111
7112         rcu_read_lock();
7113         for_each_domain(cpu, sd) {
7114                 /*
7115                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
7116                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
7117                  */
7118                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
7119                         sd->max_newidle_lb_cost =
7120                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
7121                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
7122                         need_decay = 1;
7123                 }
7124                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
7125
7126                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7127                         continue;
7128
7129                 /*
7130                  * Stop the load balance at this level. There is another
7131                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
7132                  * actively.
7133                  */
7134                 if (!continue_balancing) {
7135                         if (need_decay)
7136                                 continue;
7137                         break;
7138                 }
7139
7140                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7141
7142                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
7143                 if (need_serialize) {
7144                         if (!spin_trylock(&balancing))
7145                                 goto out;
7146                 }
7147
7148                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
7149                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
7150                                 /*
7151                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
7152                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
7153                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
7154                                  */
7155                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7156                         }
7157                         sd->last_balance = jiffies;
7158                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7159                 }
7160                 if (need_serialize)
7161                         spin_unlock(&balancing);
7162 out:
7163                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
7164                         next_balance = sd->last_balance + interval;
7165                         update_next_balance = 1;
7166                 }
7167         }
7168         if (need_decay) {
7169                 /*
7170                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
7171                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
7172                  */
7173                 rq->max_idle_balance_cost =
7174                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
7175         }
7176         rcu_read_unlock();
7177
7178         /*
7179          * next_balance will be updated only when there is a need.
7180          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
7181          * updated.
7182          */
7183         if (likely(update_next_balance))
7184                 rq->next_balance = next_balance;
7185 }
7186
7187 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7188 /*
7189  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
7190  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
7191  */
7192 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
7193 {
7194         int this_cpu = this_rq->cpu;
7195         struct rq *rq;
7196         int balance_cpu;
7197
7198         if (idle != CPU_IDLE ||
7199             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
7200                 goto end;
7201
7202         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
7203                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
7204                         continue;
7205
7206                 /*
7207                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
7208                  * work being done for other cpus. Next load
7209                  * balancing owner will pick it up.
7210                  */
7211                 if (need_resched())
7212                         break;
7213
7214                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
7215
7216                 /*
7217                  * If time for next balance is due,
7218                  * do the balance.
7219                  */
7220                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
7221                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7222                         update_rq_clock(rq);
7223                         update_idle_cpu_load(rq);
7224                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7225                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
7226                 }
7227
7228                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
7229                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
7230         }
7231         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
7232 end:
7233         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
7234 }
7235
7236 /*
7237  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
7238  * of an idle cpu is the system.
7239  *   - This rq has more than one task.
7240  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
7241  *     busy cpu's exceeding the group's capacity.
7242  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
7243  *     domain span are idle.
7244  */
7245 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq)
7246 {
7247         unsigned long now = jiffies;
7248         struct sched_domain *sd;
7249         struct sched_group_capacity *sgc;
7250         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
7251
7252         if (unlikely(rq->idle_balance))
7253                 return 0;
7254
7255        /*
7256         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
7257         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
7258         */
7259         set_cpu_sd_state_busy();
7260         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7261
7262         /*
7263          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
7264          * balancing.
7265          */
7266         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
7267                 return 0;
7268
7269         if (time_before(now, nohz.next_balance))
7270                 return 0;
7271
7272         if (rq->nr_running >= 2)
7273                 goto need_kick;
7274
7275         rcu_read_lock();
7276         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7277
7278         if (sd) {
7279                 sgc = sd->groups->sgc;
7280                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
7281
7282                 if (nr_busy > 1)
7283                         goto need_kick_unlock;
7284         }
7285
7286         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
7287
7288         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
7289                                   sched_domain_span(sd)) < cpu))
7290                 goto need_kick_unlock;
7291
7292         rcu_read_unlock();
7293         return 0;
7294
7295 need_kick_unlock:
7296         rcu_read_unlock();
7297 need_kick:
7298         return 1;
7299 }
7300 #else
7301 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
7302 #endif
7303
7304 /*
7305  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
7306  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
7307  */
7308 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
7309 {
7310         struct rq *this_rq = this_rq();
7311         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
7312                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7313
7314         rebalance_domains(this_rq, idle);
7315
7316         /*
7317          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
7318          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
7319          * stopped.
7320          */
7321         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
7322 }
7323
7324 /*
7325  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
7326  */
7327 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
7328 {
7329         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
7330         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
7331                 return;
7332
7333         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
7334                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
7335 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7336         if (nohz_kick_needed(rq))
7337                 nohz_balancer_kick();
7338 #endif
7339 }
7340
7341 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
7342 {
7343         update_sysctl();
7344 }
7345
7346 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
7347 {
7348         update_sysctl();
7349
7350         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
7351         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
7352 }
7353
7354 #endif /* CONFIG_SMP */
7355
7356 /*
7357  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
7358  */
7359 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
7360 {
7361         struct cfs_rq *cfs_rq;
7362         struct sched_entity *se = &curr->se;
7363
7364         for_each_sched_entity(se) {
7365                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7366                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
7367         }
7368
7369         if (numabalancing_enabled)
7370                 task_tick_numa(rq, curr);
7371
7372         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
7373 }
7374
7375 /*
7376  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
7377  *  - child not yet on the tasklist
7378  *  - preemption disabled
7379  */
7380 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
7381 {
7382         struct cfs_rq *cfs_rq;
7383         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
7384         int this_cpu = smp_processor_id();
7385         struct rq *rq = this_rq();
7386         unsigned long flags;
7387
7388         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7389
7390         update_rq_clock(rq);
7391
7392         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
7393         curr = cfs_rq->curr;
7394
7395         /*
7396          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
7397          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
7398          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
7399          * of child point to valid ones.
7400          */
7401         rcu_read_lock();
7402         __set_task_cpu(p, this_cpu);
7403         rcu_read_unlock();
7404
7405         update_curr(cfs_rq);
7406
7407         if (curr)
7408                 se->vruntime = curr->vruntime;
7409         place_entity(cfs_rq, se, 1);
7410
7411         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
7412                 /*
7413                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
7414                  * 'current' within the tree based on its new key value.
7415                  */
7416                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
7417                 resched_task(rq->curr);
7418         }
7419
7420         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7421
7422         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7423 }
7424
7425 /*
7426  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
7427  * the current task.
7428  */
7429 static void
7430 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
7431 {
7432         if (!p->se.on_rq)
7433                 return;
7434
7435         /*
7436          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
7437          * our priority decreased, or if we are not currently running on
7438          * this runqueue and our priority is higher than the current's
7439          */
7440         if (rq->curr == p) {
7441                 if (p->prio > oldprio)
7442                         resched_task(rq->curr);
7443         } else
7444                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7445 }
7446
7447 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7448 {
7449         struct sched_entity *se = &p->se;
7450         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7451
7452         /*
7453          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when it's
7454          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
7455          * do the right thing.
7456          *
7457          * If it's on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
7458          * have normalized the vruntime, if it's !on_rq, then only when
7459          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
7460          */
7461         if (!p->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
7462                 /*
7463                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
7464                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
7465                  */
7466                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
7467                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7468         }
7469
7470 #ifdef CONFIG_SMP
7471         /*
7472         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
7473         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
7474         * switch back.
7475         */
7476         if (se->avg.decay_count) {
7477                 __synchronize_entity_decay(se);
7478                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
7479         }
7480 #endif
7481 }
7482
7483 /*
7484  * We switched to the sched_fair class.
7485  */
7486 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7487 {
7488         struct sched_entity *se = &p->se;
7489 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7490         /*
7491          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
7492          * class maintain depth value), reset depth properly.
7493          */
7494         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7495 #endif
7496         if (!se->on_rq)
7497                 return;
7498
7499         /*
7500          * We were most likely switched from sched_rt, so
7501          * kick off the schedule if running, otherwise just see
7502          * if we can still preempt the current task.
7503          */
7504         if (rq->curr == p)
7505                 resched_task(rq->curr);
7506         else
7507                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7508 }
7509
7510 /* Account for a task changing its policy or group.
7511  *
7512  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
7513  * migrates between groups/classes.
7514  */
7515 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
7516 {
7517         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
7518
7519         for_each_sched_entity(se) {
7520                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7521
7522                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7523                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
7524                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
7525         }
7526 }
7527
7528 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7529 {
7530         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7531         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7532 #ifndef CONFIG_64BIT
7533         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7534 #endif
7535 #ifdef CONFIG_SMP
7536         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
7537         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
7538 #endif
7539 }
7540
7541 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7542 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
7543 {
7544         struct sched_entity *se = &p->se;
7545         struct cfs_rq *cfs_rq;
7546
7547         /*
7548          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7549          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7550          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7551          * bonus in place_entity()).
7552          *
7553          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7554          * ->vruntime to a relative base.
7555          *
7556          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7557          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7558          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7559          */
7560         /*
7561          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7562          * But there are some cases where it has already been normalized:
7563          *
7564          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7565          *   wake_up_new_task().
7566          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7567          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7568          *
7569          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7570          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7571          */
7572         if (!on_rq && (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7573                 on_rq = 1;
7574
7575         if (!on_rq)
7576                 se->vruntime -= cfs_rq_of(se)->min_vruntime;
7577         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7578         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7579         if (!on_rq) {
7580                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7581                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7582 #ifdef CONFIG_SMP
7583                 /*
7584                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
7585                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
7586                  * decay.
7587                  */
7588                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
7589                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
7590 #endif
7591         }
7592 }
7593
7594 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
7595 {
7596         int i;
7597
7598         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7599
7600         for_each_possible_cpu(i) {
7601                 if (tg->cfs_rq)
7602                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
7603                 if (tg->se)
7604                         kfree(tg->se[i]);
7605         }
7606
7607         kfree(tg->cfs_rq);
7608         kfree(tg->se);
7609 }
7610
7611 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7612 {
7613         struct cfs_rq *cfs_rq;
7614         struct sched_entity *se;
7615         int i;
7616
7617         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7618         if (!tg->cfs_rq)
7619                 goto err;
7620         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7621         if (!tg->se)
7622                 goto err;
7623
7624         tg->shares = NICE_0_LOAD;
7625
7626         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7627
7628         for_each_possible_cpu(i) {
7629                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
7630                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7631                 if (!cfs_rq)
7632                         goto err;
7633
7634                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
7635                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7636                 if (!se)
7637                         goto err_free_rq;
7638
7639                 init_cfs_rq(cfs_rq);
7640                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
7641         }
7642
7643         return 1;
7644
7645 err_free_rq:
7646         kfree(cfs_rq);
7647 err:
7648         return 0;
7649 }
7650
7651 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
7652 {
7653         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7654         unsigned long flags;
7655
7656         /*
7657         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
7658         * check on_list without danger of it being re-added.
7659         */
7660         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
7661                 return;
7662
7663         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7664         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
7665         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7666 }
7667
7668 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
7669                         struct sched_entity *se, int cpu,
7670                         struct sched_entity *parent)
7671 {
7672         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7673
7674         cfs_rq->tg = tg;
7675         cfs_rq->rq = rq;
7676         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
7677
7678         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
7679         tg->se[cpu] = se;
7680
7681         /* se could be NULL for root_task_group */
7682         if (!se)
7683                 return;
7684
7685         if (!parent) {
7686                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
7687                 se->depth = 0;
7688         } else {
7689                 se->cfs_rq = parent->my_q;
7690                 se->depth = parent->depth + 1;
7691         }
7692
7693         se->my_q = cfs_rq;
7694         /* guarantee group entities always have weight */
7695         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
7696         se->parent = parent;
7697 }
7698
7699 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
7700
7701 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
7702 {
7703         int i;
7704         unsigned long flags;
7705
7706         /*
7707          * We can't change the weight of the root cgroup.
7708          */
7709         if (!tg->se[0])
7710                 return -EINVAL;
7711
7712         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
7713
7714         mutex_lock(&shares_mutex);
7715         if (tg->shares == shares)
7716                 goto done;
7717
7718         tg->shares = shares;
7719         for_each_possible_cpu(i) {
7720                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7721                 struct sched_entity *se;
7722
7723                 se = tg->se[i];
7724                 /* Propagate contribution to hierarchy */
7725                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7726
7727                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
7728                 update_rq_clock(rq);
7729                 for_each_sched_entity(se)
7730                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
7731                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7732         }
7733
7734 done:
7735         mutex_unlock(&shares_mutex);
7736         return 0;
7737 }
7738 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7739
7740 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
7741
7742 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7743 {
7744         return 1;
7745 }
7746
7747 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
7748
7749 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7750
7751
7752 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
7753 {
7754         struct sched_entity *se = &task->se;
7755         unsigned int rr_interval = 0;
7756
7757         /*
7758          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
7759          * idle runqueue:
7760          */
7761         if (rq->cfs.load.weight)
7762                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
7763
7764         return rr_interval;
7765 }
7766
7767 /*
7768  * All the scheduling class methods:
7769  */
7770 const struct sched_class fair_sched_class = {
7771         .next                   = &idle_sched_class,
7772         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
7773         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
7774         .yield_task             = yield_task_fair,
7775         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
7776
7777         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
7778
7779         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
7780         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
7781
7782 #ifdef CONFIG_SMP
7783         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
7784         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
7785
7786         .rq_online              = rq_online_fair,
7787         .rq_offline             = rq_offline_fair,
7788
7789         .task_waking            = task_waking_fair,
7790 #endif
7791
7792         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
7793         .task_tick              = task_tick_fair,
7794         .task_fork              = task_fork_fair,
7795
7796         .prio_changed           = prio_changed_fair,
7797         .switched_from          = switched_from_fair,
7798         .switched_to            = switched_to_fair,
7799
7800         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
7801
7802 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7803         .task_move_group        = task_move_group_fair,
7804 #endif
7805 };
7806
7807 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7808 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
7809 {
7810         struct cfs_rq *cfs_rq;
7811
7812         rcu_read_lock();
7813         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
7814                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
7815         rcu_read_unlock();
7816 }
7817 #endif
7818
7819 __init void init_sched_fair_class(void)
7820 {
7821 #ifdef CONFIG_SMP
7822         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
7823
7824 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7825         nohz.next_balance = jiffies;
7826         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
7827         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
7828 #endif
7829 #endif /* SMP */
7830
7831 }