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