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