]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/sched/fair.c
Merge tag 'ext4_for_linus_stable' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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 power;
1030
1031         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1032         unsigned long capacity;
1033         int has_capacity;
1034 };
1035
1036 /*
1037  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1038  */
1039 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1040 {
1041         int cpu, cpus = 0;
1042
1043         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1044         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1045                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1046
1047                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1048                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1049                 ns->power += power_of(cpu);
1050
1051                 cpus++;
1052         }
1053
1054         /*
1055          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1056          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1057          * not find this node attractive.
1058          *
1059          * We'll either bail at !has_capacity, or we'll detect a huge imbalance
1060          * and bail there.
1061          */
1062         if (!cpus)
1063                 return;
1064
1065         ns->load = (ns->load * SCHED_POWER_SCALE) / ns->power;
1066         ns->capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(ns->power, SCHED_POWER_SCALE);
1067         ns->has_capacity = (ns->nr_running < ns->capacity);
1068 }
1069
1070 struct task_numa_env {
1071         struct task_struct *p;
1072
1073         int src_cpu, src_nid;
1074         int dst_cpu, dst_nid;
1075
1076         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1077
1078         int imbalance_pct;
1079
1080         struct task_struct *best_task;
1081         long best_imp;
1082         int best_cpu;
1083 };
1084
1085 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1086                              struct task_struct *p, long imp)
1087 {
1088         if (env->best_task)
1089                 put_task_struct(env->best_task);
1090         if (p)
1091                 get_task_struct(p);
1092
1093         env->best_task = p;
1094         env->best_imp = imp;
1095         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1096 }
1097
1098 /*
1099  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1100  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1101  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1102  * be exchanged with the source task
1103  */
1104 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1105                               long taskimp, long groupimp)
1106 {
1107         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1108         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1109         struct task_struct *cur;
1110         long dst_load, src_load;
1111         long load;
1112         long imp = (groupimp > 0) ? groupimp : taskimp;
1113
1114         rcu_read_lock();
1115         cur = ACCESS_ONCE(dst_rq->curr);
1116         if (cur->pid == 0) /* idle */
1117                 cur = NULL;
1118
1119         /*
1120          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1121          * source and destination node. Calculate the total differential for
1122          * the source task and potential destination task. The more negative
1123          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1124          * be incurred if the tasks were swapped.
1125          */
1126         if (cur) {
1127                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1128                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1129                         goto unlock;
1130
1131                 /*
1132                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1133                  * in any group then look only at task weights.
1134                  */
1135                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1136                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid) -
1137                               task_weight(cur, env->dst_nid);
1138                         /*
1139                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1140                          * tasks within a group over tiny differences.
1141                          */
1142                         if (cur->numa_group)
1143                                 imp -= imp/16;
1144                 } else {
1145                         /*
1146                          * Compare the group weights. If a task is all by
1147                          * itself (not part of a group), use the task weight
1148                          * instead.
1149                          */
1150                         if (env->p->numa_group)
1151                                 imp = groupimp;
1152                         else
1153                                 imp = taskimp;
1154
1155                         if (cur->numa_group)
1156                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid) -
1157                                        group_weight(cur, env->dst_nid);
1158                         else
1159                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid) -
1160                                        task_weight(cur, env->dst_nid);
1161                 }
1162         }
1163
1164         if (imp < env->best_imp)
1165                 goto unlock;
1166
1167         if (!cur) {
1168                 /* Is there capacity at our destination? */
1169                 if (env->src_stats.has_capacity &&
1170                     !env->dst_stats.has_capacity)
1171                         goto unlock;
1172
1173                 goto balance;
1174         }
1175
1176         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1177         if (src_rq->nr_running == 1 && dst_rq->nr_running == 1)
1178                 goto assign;
1179
1180         /*
1181          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1182          */
1183 balance:
1184         dst_load = env->dst_stats.load;
1185         src_load = env->src_stats.load;
1186
1187         /* XXX missing power terms */
1188         load = task_h_load(env->p);
1189         dst_load += load;
1190         src_load -= load;
1191
1192         if (cur) {
1193                 load = task_h_load(cur);
1194                 dst_load -= load;
1195                 src_load += load;
1196         }
1197
1198         /* make src_load the smaller */
1199         if (dst_load < src_load)
1200                 swap(dst_load, src_load);
1201
1202         if (src_load * env->imbalance_pct < dst_load * 100)
1203                 goto unlock;
1204
1205 assign:
1206         task_numa_assign(env, cur, imp);
1207 unlock:
1208         rcu_read_unlock();
1209 }
1210
1211 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1212                                 long taskimp, long groupimp)
1213 {
1214         int cpu;
1215
1216         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1217                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1218                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1219                         continue;
1220
1221                 env->dst_cpu = cpu;
1222                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1223         }
1224 }
1225
1226 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1227 {
1228         struct task_numa_env env = {
1229                 .p = p,
1230
1231                 .src_cpu = task_cpu(p),
1232                 .src_nid = task_node(p),
1233
1234                 .imbalance_pct = 112,
1235
1236                 .best_task = NULL,
1237                 .best_imp = 0,
1238                 .best_cpu = -1
1239         };
1240         struct sched_domain *sd;
1241         unsigned long taskweight, groupweight;
1242         int nid, ret;
1243         long taskimp, groupimp;
1244
1245         /*
1246          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1247          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1248          *
1249          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1250          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1251          * to satisfy here.
1252          */
1253         rcu_read_lock();
1254         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1255         if (sd)
1256                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1257         rcu_read_unlock();
1258
1259         /*
1260          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1261          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1262          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1263          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1264          */
1265         if (unlikely(!sd)) {
1266                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1267                 return -EINVAL;
1268         }
1269
1270         taskweight = task_weight(p, env.src_nid);
1271         groupweight = group_weight(p, env.src_nid);
1272         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1273         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1274         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid) - taskweight;
1275         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid) - groupweight;
1276         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1277
1278         /* If the preferred nid has capacity, try to use it. */
1279         if (env.dst_stats.has_capacity)
1280                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1281
1282         /* No space available on the preferred nid. Look elsewhere. */
1283         if (env.best_cpu == -1) {
1284                 for_each_online_node(nid) {
1285                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1286                                 continue;
1287
1288                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1289                         taskimp = task_weight(p, nid) - taskweight;
1290                         groupimp = group_weight(p, nid) - groupweight;
1291                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1292                                 continue;
1293
1294                         env.dst_nid = nid;
1295                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1296                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1297                 }
1298         }
1299
1300         /* No better CPU than the current one was found. */
1301         if (env.best_cpu == -1)
1302                 return -EAGAIN;
1303
1304         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1305
1306         /*
1307          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1308          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1309          */
1310         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1311
1312         if (env.best_task == NULL) {
1313                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1314                 if (ret != 0)
1315                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1316                 return ret;
1317         }
1318
1319         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1320         if (ret != 0)
1321                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1322         put_task_struct(env.best_task);
1323         return ret;
1324 }
1325
1326 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1327 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1328 {
1329         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1330         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults_memory))
1331                 return;
1332
1333         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1334         p->numa_migrate_retry = jiffies + HZ;
1335
1336         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1337         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1338                 return;
1339
1340         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1341         task_numa_migrate(p);
1342 }
1343
1344 /*
1345  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1346  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1347  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1348  * located.
1349  *
1350  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1351  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1352  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1353  * only removed when they drop below 3/16.
1354  */
1355 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1356 {
1357         unsigned long faults, max_faults = 0;
1358         int nid;
1359
1360         for_each_online_node(nid) {
1361                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1362                 if (faults > max_faults)
1363                         max_faults = faults;
1364         }
1365
1366         for_each_online_node(nid) {
1367                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1368                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1369                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1370                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1371                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1372                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1373         }
1374 }
1375
1376 /*
1377  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1378  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1379  * period will be for the next scan window. If local/remote ratio is below
1380  * NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS) the
1381  * scan period will decrease
1382  */
1383 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1384 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 3
1385
1386 /*
1387  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1388  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1389  * the page accesses are shared with other processes.
1390  * Otherwise, decrease the scan period.
1391  */
1392 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1393                         unsigned long shared, unsigned long private)
1394 {
1395         unsigned int period_slot;
1396         int ratio;
1397         int diff;
1398
1399         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1400         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1401
1402         /*
1403          * If there were no record hinting faults then either the task is
1404          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1405          * to automatic numa balancing. Scan slower
1406          */
1407         if (local + shared == 0) {
1408                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1409                         p->numa_scan_period << 1);
1410
1411                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1412                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1413
1414                 return;
1415         }
1416
1417         /*
1418          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1419          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1420          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1421          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1422          */
1423         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1424         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1425         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1426                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1427                 if (!slot)
1428                         slot = 1;
1429                 diff = slot * period_slot;
1430         } else {
1431                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1432
1433                 /*
1434                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1435                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1436                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1437                  * speaking the intent is that there is little point
1438                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1439                  * simply bounce migrations uselessly
1440                  */
1441                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared));
1442                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1443         }
1444
1445         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1446                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1447         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1448 }
1449
1450 /*
1451  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1452  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1453  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1454  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1455  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1456  */
1457 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1458 {
1459         u64 runtime, delta, now;
1460         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1461         now = p->se.exec_start;
1462         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1463
1464         if (p->last_task_numa_placement) {
1465                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1466                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1467         } else {
1468                 delta = p->se.avg.runnable_avg_sum;
1469                 *period = p->se.avg.runnable_avg_period;
1470         }
1471
1472         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1473         p->last_task_numa_placement = now;
1474
1475         return delta;
1476 }
1477
1478 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1479 {
1480         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1481         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1482         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1483         unsigned long total_faults;
1484         u64 runtime, period;
1485         spinlock_t *group_lock = NULL;
1486
1487         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1488         if (p->numa_scan_seq == seq)
1489                 return;
1490         p->numa_scan_seq = seq;
1491         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1492
1493         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1494                        p->numa_faults_locality[1];
1495         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1496
1497         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1498         if (p->numa_group) {
1499                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1500                 spin_lock_irq(group_lock);
1501         }
1502
1503         /* Find the node with the highest number of faults */
1504         for_each_online_node(nid) {
1505                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1506                 int priv, i;
1507
1508                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1509                         long diff, f_diff, f_weight;
1510
1511                         i = task_faults_idx(nid, priv);
1512
1513                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1514                         diff = p->numa_faults_buffer_memory[i] - p->numa_faults_memory[i] / 2;
1515                         fault_types[priv] += p->numa_faults_buffer_memory[i];
1516                         p->numa_faults_buffer_memory[i] = 0;
1517
1518                         /*
1519                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1520                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1521                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1522                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1523                          * faults are less important.
1524                          */
1525                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1526                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults_buffer_cpu[i]) /
1527                                    (total_faults + 1);
1528                         f_diff = f_weight - p->numa_faults_cpu[i] / 2;
1529                         p->numa_faults_buffer_cpu[i] = 0;
1530
1531                         p->numa_faults_memory[i] += diff;
1532                         p->numa_faults_cpu[i] += f_diff;
1533                         faults += p->numa_faults_memory[i];
1534                         p->total_numa_faults += diff;
1535                         if (p->numa_group) {
1536                                 /* safe because we can only change our own group */
1537                                 p->numa_group->faults[i] += diff;
1538                                 p->numa_group->faults_cpu[i] += f_diff;
1539                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1540                                 group_faults += p->numa_group->faults[i];
1541                         }
1542                 }
1543
1544                 if (faults > max_faults) {
1545                         max_faults = faults;
1546                         max_nid = nid;
1547                 }
1548
1549                 if (group_faults > max_group_faults) {
1550                         max_group_faults = group_faults;
1551                         max_group_nid = nid;
1552                 }
1553         }
1554
1555         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1556
1557         if (p->numa_group) {
1558                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1559                 /*
1560                  * If the preferred task and group nids are different,
1561                  * iterate over the nodes again to find the best place.
1562                  */
1563                 if (max_nid != max_group_nid) {
1564                         unsigned long weight, max_weight = 0;
1565
1566                         for_each_online_node(nid) {
1567                                 weight = task_weight(p, nid) + group_weight(p, nid);
1568                                 if (weight > max_weight) {
1569                                         max_weight = weight;
1570                                         max_nid = nid;
1571                                 }
1572                         }
1573                 }
1574
1575                 spin_unlock_irq(group_lock);
1576         }
1577
1578         /* Preferred node as the node with the most faults */
1579         if (max_faults && max_nid != p->numa_preferred_nid) {
1580                 /* Update the preferred nid and migrate task if possible */
1581                 sched_setnuma(p, max_nid);
1582                 numa_migrate_preferred(p);
1583         }
1584 }
1585
1586 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1587 {
1588         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1589 }
1590
1591 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1592 {
1593         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1594                 kfree_rcu(grp, rcu);
1595 }
1596
1597 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1598                         int *priv)
1599 {
1600         struct numa_group *grp, *my_grp;
1601         struct task_struct *tsk;
1602         bool join = false;
1603         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1604         int i;
1605
1606         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1607                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1608                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1609
1610                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1611                 if (!grp)
1612                         return;
1613
1614                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1615                 spin_lock_init(&grp->lock);
1616                 INIT_LIST_HEAD(&grp->task_list);
1617                 grp->gid = p->pid;
1618                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1619                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1620                                                 nr_node_ids;
1621
1622                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1623
1624                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1625                         grp->faults[i] = p->numa_faults_memory[i];
1626
1627                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1628
1629                 list_add(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1630                 grp->nr_tasks++;
1631                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1632         }
1633
1634         rcu_read_lock();
1635         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1636
1637         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1638                 goto no_join;
1639
1640         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1641         if (!grp)
1642                 goto no_join;
1643
1644         my_grp = p->numa_group;
1645         if (grp == my_grp)
1646                 goto no_join;
1647
1648         /*
1649          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1650          * the other task will join us.
1651          */
1652         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1653                 goto no_join;
1654
1655         /*
1656          * Tie-break on the grp address.
1657          */
1658         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1659                 goto no_join;
1660
1661         /* Always join threads in the same process. */
1662         if (tsk->mm == current->mm)
1663                 join = true;
1664
1665         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1666         if (flags & TNF_SHARED)
1667                 join = true;
1668
1669         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1670         *priv = !join;
1671
1672         if (join && !get_numa_group(grp))
1673                 goto no_join;
1674
1675         rcu_read_unlock();
1676
1677         if (!join)
1678                 return;
1679
1680         BUG_ON(irqs_disabled());
1681         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
1682
1683         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
1684                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1685                 grp->faults[i] += p->numa_faults_memory[i];
1686         }
1687         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1688         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
1689
1690         list_move(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1691         my_grp->nr_tasks--;
1692         grp->nr_tasks++;
1693
1694         spin_unlock(&my_grp->lock);
1695         spin_unlock_irq(&grp->lock);
1696
1697         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1698
1699         put_numa_group(my_grp);
1700         return;
1701
1702 no_join:
1703         rcu_read_unlock();
1704         return;
1705 }
1706
1707 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1708 {
1709         struct numa_group *grp = p->numa_group;
1710         int i;
1711         void *numa_faults = p->numa_faults_memory;
1712
1713         if (grp) {
1714                 spin_lock_irq(&grp->lock);
1715                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1716                         grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1717                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1718
1719                 list_del(&p->numa_entry);
1720                 grp->nr_tasks--;
1721                 spin_unlock_irq(&grp->lock);
1722                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, NULL);
1723                 put_numa_group(grp);
1724         }
1725
1726         p->numa_faults_memory = NULL;
1727         p->numa_faults_buffer_memory = NULL;
1728         p->numa_faults_cpu= NULL;
1729         p->numa_faults_buffer_cpu = NULL;
1730         kfree(numa_faults);
1731 }
1732
1733 /*
1734  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
1735  */
1736 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
1737 {
1738         struct task_struct *p = current;
1739         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
1740         int cpu_node = task_node(current);
1741         int priv;
1742
1743         if (!numabalancing_enabled)
1744                 return;
1745
1746         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
1747         if (!p->mm)
1748                 return;
1749
1750         /* Do not worry about placement if exiting */
1751         if (p->state == TASK_DEAD)
1752                 return;
1753
1754         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
1755         if (unlikely(!p->numa_faults_memory)) {
1756                 int size = sizeof(*p->numa_faults_memory) *
1757                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
1758
1759                 p->numa_faults_memory = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
1760                 if (!p->numa_faults_memory)
1761                         return;
1762
1763                 BUG_ON(p->numa_faults_buffer_memory);
1764                 /*
1765                  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
1766                  * occupy the first half of the array. The second half of the
1767                  * array is for current counters, which are averaged into the
1768                  * first set by task_numa_placement.
1769                  */
1770                 p->numa_faults_cpu = p->numa_faults_memory + (2 * nr_node_ids);
1771                 p->numa_faults_buffer_memory = p->numa_faults_memory + (4 * nr_node_ids);
1772                 p->numa_faults_buffer_cpu = p->numa_faults_memory + (6 * nr_node_ids);
1773                 p->total_numa_faults = 0;
1774                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1775         }
1776
1777         /*
1778          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
1779          * to be private if the accessing pid has not changed
1780          */
1781         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
1782                 priv = 1;
1783         } else {
1784                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
1785                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
1786                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
1787         }
1788
1789         task_numa_placement(p);
1790
1791         /*
1792          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
1793          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
1794          */
1795         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
1796                 numa_migrate_preferred(p);
1797
1798         if (migrated)
1799                 p->numa_pages_migrated += pages;
1800
1801         p->numa_faults_buffer_memory[task_faults_idx(mem_node, priv)] += pages;
1802         p->numa_faults_buffer_cpu[task_faults_idx(cpu_node, priv)] += pages;
1803         p->numa_faults_locality[!!(flags & TNF_FAULT_LOCAL)] += pages;
1804 }
1805
1806 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
1807 {
1808         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
1809         p->mm->numa_scan_offset = 0;
1810 }
1811
1812 /*
1813  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
1814  * Triggered from task_tick_numa().
1815  */
1816 void task_numa_work(struct callback_head *work)
1817 {
1818         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
1819         struct task_struct *p = current;
1820         struct mm_struct *mm = p->mm;
1821         struct vm_area_struct *vma;
1822         unsigned long start, end;
1823         unsigned long nr_pte_updates = 0;
1824         long pages;
1825
1826         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
1827
1828         work->next = work; /* protect against double add */
1829         /*
1830          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
1831          *
1832          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
1833          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
1834          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
1835          * work.
1836          */
1837         if (p->flags & PF_EXITING)
1838                 return;
1839
1840         if (!mm->numa_next_scan) {
1841                 mm->numa_next_scan = now +
1842                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1843         }
1844
1845         /*
1846          * Enforce maximal scan/migration frequency..
1847          */
1848         migrate = mm->numa_next_scan;
1849         if (time_before(now, migrate))
1850                 return;
1851
1852         if (p->numa_scan_period == 0) {
1853                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1854                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1855         }
1856
1857         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1858         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
1859                 return;
1860
1861         /*
1862          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
1863          * the next time around.
1864          */
1865         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
1866
1867         start = mm->numa_scan_offset;
1868         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
1869         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
1870         if (!pages)
1871                 return;
1872
1873         down_read(&mm->mmap_sem);
1874         vma = find_vma(mm, start);
1875         if (!vma) {
1876                 reset_ptenuma_scan(p);
1877                 start = 0;
1878                 vma = mm->mmap;
1879         }
1880         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
1881                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(p, vma))
1882                         continue;
1883
1884                 /*
1885                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
1886                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
1887                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
1888                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
1889                  */
1890                 if (!vma->vm_mm ||
1891                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
1892                         continue;
1893
1894                 /*
1895                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
1896                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
1897                  */
1898                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
1899                         continue;
1900
1901                 do {
1902                         start = max(start, vma->vm_start);
1903                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
1904                         end = min(end, vma->vm_end);
1905                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
1906
1907                         /*
1908                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
1909                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
1910                          * address space is quickly skipped.
1911                          */
1912                         if (nr_pte_updates)
1913                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
1914
1915                         start = end;
1916                         if (pages <= 0)
1917                                 goto out;
1918
1919                         cond_resched();
1920                 } while (end != vma->vm_end);
1921         }
1922
1923 out:
1924         /*
1925          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
1926          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
1927          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
1928          * scanner to the start so check it now.
1929          */
1930         if (vma)
1931                 mm->numa_scan_offset = start;
1932         else
1933                 reset_ptenuma_scan(p);
1934         up_read(&mm->mmap_sem);
1935 }
1936
1937 /*
1938  * Drive the periodic memory faults..
1939  */
1940 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1941 {
1942         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1943         u64 period, now;
1944
1945         /*
1946          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
1947          */
1948         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
1949                 return;
1950
1951         /*
1952          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
1953          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
1954          * task needs to have done some actual work before we bother with
1955          * NUMA placement.
1956          */
1957         now = curr->se.sum_exec_runtime;
1958         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
1959
1960         if (now - curr->node_stamp > period) {
1961                 if (!curr->node_stamp)
1962                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
1963                 curr->node_stamp += period;
1964
1965                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
1966                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
1967                         task_work_add(curr, work, true);
1968                 }
1969         }
1970 }
1971 #else
1972 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1973 {
1974 }
1975
1976 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1977 {
1978 }
1979
1980 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1981 {
1982 }
1983 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1984
1985 static void
1986 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1987 {
1988         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1989         if (!parent_entity(se))
1990                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1991 #ifdef CONFIG_SMP
1992         if (entity_is_task(se)) {
1993                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1994
1995                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
1996                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
1997         }
1998 #endif
1999         cfs_rq->nr_running++;
2000 }
2001
2002 static void
2003 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2004 {
2005         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2006         if (!parent_entity(se))
2007                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2008         if (entity_is_task(se)) {
2009                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2010                 list_del_init(&se->group_node);
2011         }
2012         cfs_rq->nr_running--;
2013 }
2014
2015 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2016 # ifdef CONFIG_SMP
2017 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2018 {
2019         long tg_weight;
2020
2021         /*
2022          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
2023          * to gain a more accurate current total weight. See
2024          * update_cfs_rq_load_contribution().
2025          */
2026         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2027         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2028         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2029
2030         return tg_weight;
2031 }
2032
2033 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2034 {
2035         long tg_weight, load, shares;
2036
2037         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2038         load = cfs_rq->load.weight;
2039
2040         shares = (tg->shares * load);
2041         if (tg_weight)
2042                 shares /= tg_weight;
2043
2044         if (shares < MIN_SHARES)
2045                 shares = MIN_SHARES;
2046         if (shares > tg->shares)
2047                 shares = tg->shares;
2048
2049         return shares;
2050 }
2051 # else /* CONFIG_SMP */
2052 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2053 {
2054         return tg->shares;
2055 }
2056 # endif /* CONFIG_SMP */
2057 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2058                             unsigned long weight)
2059 {
2060         if (se->on_rq) {
2061                 /* commit outstanding execution time */
2062                 if (cfs_rq->curr == se)
2063                         update_curr(cfs_rq);
2064                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2065         }
2066
2067         update_load_set(&se->load, weight);
2068
2069         if (se->on_rq)
2070                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2071 }
2072
2073 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2074
2075 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2076 {
2077         struct task_group *tg;
2078         struct sched_entity *se;
2079         long shares;
2080
2081         tg = cfs_rq->tg;
2082         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2083         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2084                 return;
2085 #ifndef CONFIG_SMP
2086         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2087                 return;
2088 #endif
2089         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2090
2091         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2092 }
2093 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2094 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2095 {
2096 }
2097 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2098
2099 #ifdef CONFIG_SMP
2100 /*
2101  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
2102  * Note: The tables below are dependent on this value.
2103  */
2104 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
2105 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
2106 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
2107
2108 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2109 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2110         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2111         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2112         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2113         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2114         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2115         0x85aac367, 0x82cd8698,
2116 };
2117
2118 /*
2119  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2120  * over-estimates when re-combining.
2121  */
2122 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2123             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2124          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2125         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2126 };
2127
2128 /*
2129  * Approximate:
2130  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2131  */
2132 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2133 {
2134         unsigned int local_n;
2135
2136         if (!n)
2137                 return val;
2138         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2139                 return 0;
2140
2141         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2142         local_n = n;
2143
2144         /*
2145          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2146          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
2147          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
2148          *
2149          * To achieve constant time decay_load.
2150          */
2151         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2152                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2153                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2154         }
2155
2156         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
2157         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
2158         return val >> 32;
2159 }
2160
2161 /*
2162  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2163  * average will be: \Sum 1024*y^n
2164  *
2165  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2166  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2167  */
2168 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2169 {
2170         u32 contrib = 0;
2171
2172         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2173                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2174         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2175                 return LOAD_AVG_MAX;
2176
2177         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2178         do {
2179                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2180                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2181
2182                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2183         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2184
2185         contrib = decay_load(contrib, n);
2186         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2187 }
2188
2189 /*
2190  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2191  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2192  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2193  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2194  *
2195  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2196  *      p0            p1           p2
2197  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2198  *
2199  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2200  *
2201  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2202  * following representation of historical load:
2203  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2204  *
2205  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2206  *   y^32 = 0.5
2207  *
2208  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2209  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2210  * (u_0).
2211  *
2212  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2213  * sum again by y is sufficient to update:
2214  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2215  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2216  */
2217 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
2218                                                         struct sched_avg *sa,
2219                                                         int runnable)
2220 {
2221         u64 delta, periods;
2222         u32 runnable_contrib;
2223         int delta_w, decayed = 0;
2224
2225         delta = now - sa->last_runnable_update;
2226         /*
2227          * This should only happen when time goes backwards, which it
2228          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2229          */
2230         if ((s64)delta < 0) {
2231                 sa->last_runnable_update = now;
2232                 return 0;
2233         }
2234
2235         /*
2236          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2237          * approximation of 1us and fast to compute.
2238          */
2239         delta >>= 10;
2240         if (!delta)
2241                 return 0;
2242         sa->last_runnable_update = now;
2243
2244         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2245         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
2246         if (delta + delta_w >= 1024) {
2247                 /* period roll-over */
2248                 decayed = 1;
2249
2250                 /*
2251                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2252                  * out how much from delta we need to complete the current
2253                  * period and accrue it.
2254                  */
2255                 delta_w = 1024 - delta_w;
2256                 if (runnable)
2257                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2258                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
2259
2260                 delta -= delta_w;
2261
2262                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2263                 periods = delta / 1024;
2264                 delta %= 1024;
2265
2266                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2267                                                   periods + 1);
2268                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
2269                                                      periods + 1);
2270
2271                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2272                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2273                 if (runnable)
2274                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2275                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
2276         }
2277
2278         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2279         if (runnable)
2280                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2281         sa->runnable_avg_period += delta;
2282
2283         return decayed;
2284 }
2285
2286 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2287 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2288 {
2289         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2290         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2291
2292         decays -= se->avg.decay_count;
2293         if (!decays)
2294                 return 0;
2295
2296         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2297         se->avg.decay_count = 0;
2298
2299         return decays;
2300 }
2301
2302 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2303 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2304                                                  int force_update)
2305 {
2306         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2307         long tg_contrib;
2308
2309         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2310         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2311
2312         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2313                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2314                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2315         }
2316 }
2317
2318 /*
2319  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2320  * representation for computing load contributions.
2321  */
2322 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2323                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2324 {
2325         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2326         long contrib;
2327
2328         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2329         contrib = div_u64((u64)sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2330                           sa->runnable_avg_period + 1);
2331         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2332
2333         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2334                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2335                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2336         }
2337 }
2338
2339 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2340 {
2341         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2342         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2343         int runnable_avg;
2344
2345         u64 contrib;
2346
2347         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2348         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2349                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2350
2351         /*
2352          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2353          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2354          * load as a task of equal weight.
2355          *
2356          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2357          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2358          * lower-bound on the true value.
2359          *
2360          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2361          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2362          * understating by the aggregate of their overlap.
2363          *
2364          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2365          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2366          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2367          *
2368          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2369          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2370          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2371          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2372          * our upper bound of 1-cpu.
2373          */
2374         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2375         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2376                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2377                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2378         }
2379 }
2380
2381 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2382 {
2383         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2384         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2385 }
2386 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2387 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2388                                                  int force_update) {}
2389 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2390                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2391 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2392 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2393 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2394
2395 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2396 {
2397         u32 contrib;
2398
2399         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2400         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2401         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2402         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2403 }
2404
2405 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2406 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2407 {
2408         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2409
2410         if (entity_is_task(se)) {
2411                 __update_task_entity_contrib(se);
2412         } else {
2413                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2414                 __update_group_entity_contrib(se);
2415         }
2416
2417         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2418 }
2419
2420 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2421                                                  long load_contrib)
2422 {
2423         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2424                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2425         else
2426                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2427 }
2428
2429 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2430
2431 /* Update a sched_entity's runnable average */
2432 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2433                                           int update_cfs_rq)
2434 {
2435         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2436         long contrib_delta;
2437         u64 now;
2438
2439         /*
2440          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2441          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2442          */
2443         if (entity_is_task(se))
2444                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2445         else
2446                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2447
2448         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2449                 return;
2450
2451         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2452
2453         if (!update_cfs_rq)
2454                 return;
2455
2456         if (se->on_rq)
2457                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2458         else
2459                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2460 }
2461
2462 /*
2463  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2464  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2465  */
2466 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2467 {
2468         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2469         u64 decays;
2470
2471         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2472         if (!decays && !force_update)
2473                 return;
2474
2475         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2476                 unsigned long removed_load;
2477                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2478                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2479         }
2480
2481         if (decays) {
2482                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2483                                                       decays);
2484                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2485                 cfs_rq->last_decay = now;
2486         }
2487
2488         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2489 }
2490
2491 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2492 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2493                                                   struct sched_entity *se,
2494                                                   int wakeup)
2495 {
2496         /*
2497          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2498          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2499          * accumulated while sleeping.
2500          *
2501          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2502          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2503          * constructed load_avg_contrib.
2504          */
2505         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2506                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2507                 if (se->avg.decay_count) {
2508                         /*
2509                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2510                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2511                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2512                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2513                          * approximate this using our carried decays, which are
2514                          * explicitly atomically readable.
2515                          */
2516                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2517                                                         << 20;
2518                         update_entity_load_avg(se, 0);
2519                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2520                         se->avg.decay_count = 0;
2521                 }
2522                 wakeup = 0;
2523         } else {
2524                 __synchronize_entity_decay(se);
2525         }
2526
2527         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2528         if (wakeup) {
2529                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2530                 update_entity_load_avg(se, 0);
2531         }
2532
2533         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2534         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2535         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2536 }
2537
2538 /*
2539  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2540  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2541  * blocked_load_avg.
2542  */
2543 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2544                                                   struct sched_entity *se,
2545                                                   int sleep)
2546 {
2547         update_entity_load_avg(se, 1);
2548         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2549         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2550
2551         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2552         if (sleep) {
2553                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2554                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2555         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2556 }
2557
2558 /*
2559  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2560  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2561  * be the only way to update the runnable statistic.
2562  */
2563 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2564 {
2565         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2566 }
2567
2568 /*
2569  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2570  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2571  * be the only way to update the runnable statistic.
2572  */
2573 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2574 {
2575         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2576 }
2577
2578 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2579
2580 #else /* CONFIG_SMP */
2581
2582 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2583                                           int update_cfs_rq) {}
2584 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2585 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2586                                            struct sched_entity *se,
2587                                            int wakeup) {}
2588 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2589                                            struct sched_entity *se,
2590                                            int sleep) {}
2591 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2592                                               int force_update) {}
2593
2594 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2595 {
2596         return 0;
2597 }
2598
2599 #endif /* CONFIG_SMP */
2600
2601 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2602 {
2603 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2604         struct task_struct *tsk = NULL;
2605
2606         if (entity_is_task(se))
2607                 tsk = task_of(se);
2608
2609         if (se->statistics.sleep_start) {
2610                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2611
2612                 if ((s64)delta < 0)
2613                         delta = 0;
2614
2615                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2616                         se->statistics.sleep_max = delta;
2617
2618                 se->statistics.sleep_start = 0;
2619                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2620
2621                 if (tsk) {
2622                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2623                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2624                 }
2625         }
2626         if (se->statistics.block_start) {
2627                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2628
2629                 if ((s64)delta < 0)
2630                         delta = 0;
2631
2632                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2633                         se->statistics.block_max = delta;
2634
2635                 se->statistics.block_start = 0;
2636                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2637
2638                 if (tsk) {
2639                         if (tsk->in_iowait) {
2640                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2641                                 se->statistics.iowait_count++;
2642                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2643                         }
2644
2645                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2646
2647                         /*
2648                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2649                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2650                          * amount of time that the task spent sleeping:
2651                          */
2652                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2653                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2654                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2655                                                 delta >> 20);
2656                         }
2657                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2658                 }
2659         }
2660 #endif
2661 }
2662
2663 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2664 {
2665 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2666         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2667
2668         if (d < 0)
2669                 d = -d;
2670
2671         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2672                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2673 #endif
2674 }
2675
2676 static void
2677 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2678 {
2679         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2680
2681         /*
2682          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2683          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2684          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2685          * stays open at the end.
2686          */
2687         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2688                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2689
2690         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2691         if (!initial) {
2692                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2693
2694                 /*
2695                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2696                  * for a gentler effect of sleepers:
2697                  */
2698                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2699                         thresh >>= 1;
2700
2701                 vruntime -= thresh;
2702         }
2703
2704         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2705         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2706 }
2707
2708 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2709
2710 static void
2711 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2712 {
2713         /*
2714          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2715          * through calling update_curr().
2716          */
2717         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2718                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2719
2720         /*
2721          * Update run-time statistics of the 'current'.
2722          */
2723         update_curr(cfs_rq);
2724         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2725         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2726         update_cfs_shares(cfs_rq);
2727
2728         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2729                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2730                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
2731         }
2732
2733         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
2734         check_spread(cfs_rq, se);
2735         if (se != cfs_rq->curr)
2736                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
2737         se->on_rq = 1;
2738
2739         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
2740                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
2741                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
2742         }
2743 }
2744
2745 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
2746 {
2747         for_each_sched_entity(se) {
2748                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2749                 if (cfs_rq->last != se)
2750                         break;
2751
2752                 cfs_rq->last = NULL;
2753         }
2754 }
2755
2756 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
2757 {
2758         for_each_sched_entity(se) {
2759                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2760                 if (cfs_rq->next != se)
2761                         break;
2762
2763                 cfs_rq->next = NULL;
2764         }
2765 }
2766
2767 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
2768 {
2769         for_each_sched_entity(se) {
2770                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2771                 if (cfs_rq->skip != se)
2772                         break;
2773
2774                 cfs_rq->skip = NULL;
2775         }
2776 }
2777
2778 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2779 {
2780         if (cfs_rq->last == se)
2781                 __clear_buddies_last(se);
2782
2783         if (cfs_rq->next == se)
2784                 __clear_buddies_next(se);
2785
2786         if (cfs_rq->skip == se)
2787                 __clear_buddies_skip(se);
2788 }
2789
2790 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2791
2792 static void
2793 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2794 {
2795         /*
2796          * Update run-time statistics of the 'current'.
2797          */
2798         update_curr(cfs_rq);
2799         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2800
2801         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
2802         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
2803 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2804                 if (entity_is_task(se)) {
2805                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
2806
2807                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
2808                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2809                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
2810                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2811                 }
2812 #endif
2813         }
2814
2815         clear_buddies(cfs_rq, se);
2816
2817         if (se != cfs_rq->curr)
2818                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2819         se->on_rq = 0;
2820         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2821
2822         /*
2823          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
2824          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
2825          * movement in our normalized position.
2826          */
2827         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
2828                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
2829
2830         /* return excess runtime on last dequeue */
2831         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2832
2833         update_min_vruntime(cfs_rq);
2834         update_cfs_shares(cfs_rq);
2835 }
2836
2837 /*
2838  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2839  */
2840 static void
2841 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2842 {
2843         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
2844         struct sched_entity *se;
2845         s64 delta;
2846
2847         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
2848         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
2849         if (delta_exec > ideal_runtime) {
2850                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2851                 /*
2852                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
2853                  * re-elected due to buddy favours.
2854                  */
2855                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
2856                 return;
2857         }
2858
2859         /*
2860          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
2861          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
2862          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
2863          */
2864         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
2865                 return;
2866
2867         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2868         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
2869
2870         if (delta < 0)
2871                 return;
2872
2873         if (delta > ideal_runtime)
2874                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2875 }
2876
2877 static void
2878 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2879 {
2880         /* 'current' is not kept within the tree. */
2881         if (se->on_rq) {
2882                 /*
2883                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
2884                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
2885                  * runqueue.
2886                  */
2887                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
2888                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2889         }
2890
2891         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
2892         cfs_rq->curr = se;
2893 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2894         /*
2895          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
2896          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
2897          * when there are only lesser-weight tasks around):
2898          */
2899         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
2900                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
2901                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
2902         }
2903 #endif
2904         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
2905 }
2906
2907 static int
2908 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
2909
2910 /*
2911  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
2912  * 1) keep things fair between processes/task groups
2913  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
2914  * 3) pick the "last" process, for cache locality
2915  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
2916  */
2917 static struct sched_entity *
2918 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2919 {
2920         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
2921         struct sched_entity *se;
2922
2923         /*
2924          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
2925          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
2926          */
2927         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
2928                 left = curr;
2929
2930         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
2931
2932         /*
2933          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
2934          * be done without getting too unfair.
2935          */
2936         if (cfs_rq->skip == se) {
2937                 struct sched_entity *second;
2938
2939                 if (se == curr) {
2940                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
2941                 } else {
2942                         second = __pick_next_entity(se);
2943                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
2944                                 second = curr;
2945                 }
2946
2947                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
2948                         se = second;
2949         }
2950
2951         /*
2952          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
2953          */
2954         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
2955                 se = cfs_rq->last;
2956
2957         /*
2958          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
2959          */
2960         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
2961                 se = cfs_rq->next;
2962
2963         clear_buddies(cfs_rq, se);
2964
2965         return se;
2966 }
2967
2968 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2969
2970 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
2971 {
2972         /*
2973          * If still on the runqueue then deactivate_task()
2974          * was not called and update_curr() has to be done:
2975          */
2976         if (prev->on_rq)
2977                 update_curr(cfs_rq);
2978
2979         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
2980         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2981
2982         check_spread(cfs_rq, prev);
2983         if (prev->on_rq) {
2984                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
2985                 /* Put 'current' back into the tree. */
2986                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
2987                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
2988                 update_entity_load_avg(prev, 1);
2989         }
2990         cfs_rq->curr = NULL;
2991 }
2992
2993 static void
2994 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
2995 {
2996         /*
2997          * Update run-time statistics of the 'current'.
2998          */
2999         update_curr(cfs_rq);
3000
3001         /*
3002          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3003          */
3004         update_entity_load_avg(curr, 1);
3005         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
3006         update_cfs_shares(cfs_rq);
3007
3008 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3009         /*
3010          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3011          * validating it and just reschedule.
3012          */
3013         if (queued) {
3014                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3015                 return;
3016         }
3017         /*
3018          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3019          */
3020         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3021                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3022                 return;
3023 #endif
3024
3025         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3026                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3027 }
3028
3029
3030 /**************************************************
3031  * CFS bandwidth control machinery
3032  */
3033
3034 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3035
3036 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3037 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3038
3039 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3040 {
3041         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3042 }
3043
3044 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3045 {
3046         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3047 }
3048
3049 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3050 {
3051         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3052 }
3053 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3054 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3055 {
3056         return true;
3057 }
3058
3059 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3060 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3061 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3062
3063 /*
3064  * default period for cfs group bandwidth.
3065  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3066  */
3067 static inline u64 default_cfs_period(void)
3068 {
3069         return 100000000ULL;
3070 }
3071
3072 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3073 {
3074         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3075 }
3076
3077 /*
3078  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3079  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3080  * additional synchronization around rq->lock.
3081  *
3082  * requires cfs_b->lock
3083  */
3084 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3085 {
3086         u64 now;
3087
3088         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3089                 return;
3090
3091         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3092         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3093         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3094 }
3095
3096 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3097 {
3098         return &tg->cfs_bandwidth;
3099 }
3100
3101 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3102 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3103 {
3104         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3105                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3106
3107         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3108 }
3109
3110 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3111 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3112 {
3113         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3114         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3115         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3116
3117         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3118         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3119
3120         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3121         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3122                 amount = min_amount;
3123         else {
3124                 /*
3125                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
3126                  * period must have elapsed since the last consumption.
3127                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
3128                  * active.
3129                  */
3130                 if (!cfs_b->timer_active) {
3131                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3132                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3133                 }
3134
3135                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3136                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3137                         cfs_b->runtime -= amount;
3138                         cfs_b->idle = 0;
3139                 }
3140         }
3141         expires = cfs_b->runtime_expires;
3142         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3143
3144         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3145         /*
3146          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3147          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3148          * issued.
3149          */
3150         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3151                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3152
3153         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3154 }
3155
3156 /*
3157  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3158  * fact that rq->clock snapshots this value.
3159  */
3160 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3161 {
3162         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3163
3164         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3165         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3166                 return;
3167
3168         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3169                 return;
3170
3171         /*
3172          * If the local deadline has passed we have to consider the
3173          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3174          * has not truly expired.
3175          *
3176          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3177          * whether the global deadline has advanced.
3178          */
3179
3180         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
3181                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3182                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3183         } else {
3184                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3185                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3186         }
3187 }
3188
3189 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3190 {
3191         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3192         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3193         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3194
3195         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3196                 return;
3197
3198         /*
3199          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3200          * hierarchy can be throttled
3201          */
3202         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3203                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3204 }
3205
3206 static __always_inline
3207 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3208 {
3209         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3210                 return;
3211
3212         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3213 }
3214
3215 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3216 {
3217         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3218 }
3219
3220 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3221 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3222 {
3223         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3224 }
3225
3226 /*
3227  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3228  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3229  * load-balance operations.
3230  */
3231 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3232                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3233 {
3234         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3235
3236         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3237         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3238
3239         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3240                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3241 }
3242
3243 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3244 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3245 {
3246         struct rq *rq = data;
3247         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3248
3249         cfs_rq->throttle_count--;
3250 #ifdef CONFIG_SMP
3251         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3252                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3253                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3254                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3255         }
3256 #endif
3257
3258         return 0;
3259 }
3260
3261 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3262 {
3263         struct rq *rq = data;
3264         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3265
3266         /* group is entering throttled state, stop time */
3267         if (!cfs_rq->throttle_count)
3268                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3269         cfs_rq->throttle_count++;
3270
3271         return 0;
3272 }
3273
3274 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3275 {
3276         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3277         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3278         struct sched_entity *se;
3279         long task_delta, dequeue = 1;
3280
3281         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3282
3283         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3284         rcu_read_lock();
3285         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3286         rcu_read_unlock();
3287
3288         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3289         for_each_sched_entity(se) {
3290                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3291                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3292                 if (!se->on_rq)
3293                         break;
3294
3295                 if (dequeue)
3296                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3297                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3298
3299                 if (qcfs_rq->load.weight)
3300                         dequeue = 0;
3301         }
3302
3303         if (!se)
3304                 rq->nr_running -= task_delta;
3305
3306         cfs_rq->throttled = 1;
3307         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3308         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3309         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3310         if (!cfs_b->timer_active)
3311                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3312         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3313 }
3314
3315 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3316 {
3317         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3318         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3319         struct sched_entity *se;
3320         int enqueue = 1;
3321         long task_delta;
3322
3323         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3324
3325         cfs_rq->throttled = 0;
3326
3327         update_rq_clock(rq);
3328
3329         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3330         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3331         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3332         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3333
3334         /* update hierarchical throttle state */
3335         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3336
3337         if (!cfs_rq->load.weight)
3338                 return;
3339
3340         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3341         for_each_sched_entity(se) {
3342                 if (se->on_rq)
3343                         enqueue = 0;
3344
3345                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3346                 if (enqueue)
3347                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3348                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3349
3350                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3351                         break;
3352         }
3353
3354         if (!se)
3355                 rq->nr_running += task_delta;
3356
3357         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3358         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3359                 resched_task(rq->curr);
3360 }
3361
3362 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3363                 u64 remaining, u64 expires)
3364 {
3365         struct cfs_rq *cfs_rq;
3366         u64 runtime = remaining;
3367
3368         rcu_read_lock();
3369         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3370                                 throttled_list) {
3371                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3372
3373                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3374                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3375                         goto next;
3376
3377                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3378                 if (runtime > remaining)
3379                         runtime = remaining;
3380                 remaining -= runtime;
3381
3382                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3383                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3384
3385                 /* we check whether we're throttled above */
3386                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3387                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3388
3389 next:
3390                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3391
3392                 if (!remaining)
3393                         break;
3394         }
3395         rcu_read_unlock();
3396
3397         return remaining;
3398 }
3399
3400 /*
3401  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3402  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3403  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3404  * used to track this state.
3405  */
3406 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3407 {
3408         u64 runtime, runtime_expires;
3409         int idle = 1, throttled;
3410
3411         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3412         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3413         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3414                 goto out_unlock;
3415
3416         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3417         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
3418         idle = cfs_b->idle && !throttled;
3419         cfs_b->nr_periods += overrun;
3420
3421         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
3422         if (idle)
3423                 goto out_unlock;
3424
3425         /*
3426          * if we have relooped after returning idle once, we need to update our
3427          * status as actually running, so that other cpus doing
3428          * __start_cfs_bandwidth will stop trying to cancel us.
3429          */
3430         cfs_b->timer_active = 1;
3431
3432         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3433
3434         if (!throttled) {
3435                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3436                 cfs_b->idle = 1;
3437                 goto out_unlock;
3438         }
3439
3440         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3441         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3442
3443         /*
3444          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
3445          * to unthrottle them before making it generally available.  This
3446          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
3447          * allowed to run.
3448          */
3449         runtime = cfs_b->runtime;
3450         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3451         cfs_b->runtime = 0;
3452
3453         /*
3454          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
3455          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
3456          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
3457          */
3458         while (throttled && runtime > 0) {
3459                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3460                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3461                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3462                                                  runtime_expires);
3463                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3464
3465                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3466         }
3467
3468         /* return (any) remaining runtime */
3469         cfs_b->runtime = runtime;
3470         /*
3471          * While we are ensured activity in the period following an
3472          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3473          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3474          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3475          */
3476         cfs_b->idle = 0;
3477 out_unlock:
3478         if (idle)
3479                 cfs_b->timer_active = 0;
3480         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3481
3482         return idle;
3483 }
3484
3485 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3486 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3487 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3488 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3489 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3490 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3491
3492 /*
3493  * Are we near the end of the current quota period?
3494  *
3495  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3496  * hrtimer base being cleared by __hrtimer_start_range_ns. In the case of
3497  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3498  */
3499 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3500 {
3501         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3502         u64 remaining;
3503
3504         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3505         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3506                 return 1;
3507
3508         /* is a quota refresh about to occur? */
3509         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3510         if (remaining < min_expire)
3511                 return 1;
3512
3513         return 0;
3514 }
3515
3516 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3517 {
3518         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3519
3520         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3521         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3522                 return;
3523
3524         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3525                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3526 }
3527
3528 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3529 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3530 {
3531         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3532         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3533
3534         if (slack_runtime <= 0)
3535                 return;
3536
3537         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3538         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3539             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3540                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3541
3542                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3543                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3544                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3545                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3546         }
3547         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3548
3549         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3550         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3551 }
3552
3553 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3554 {
3555         if (!cfs_bandwidth_used())
3556                 return;
3557
3558         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3559                 return;
3560
3561         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3562 }
3563
3564 /*
3565  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3566  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3567  */
3568 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3569 {
3570         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3571         u64 expires;
3572
3573         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3574         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3575         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3576                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3577                 return;
3578         }
3579
3580         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
3581                 runtime = cfs_b->runtime;
3582                 cfs_b->runtime = 0;
3583         }
3584         expires = cfs_b->runtime_expires;
3585         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3586
3587         if (!runtime)
3588                 return;
3589
3590         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3591
3592         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3593         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3594                 cfs_b->runtime = runtime;
3595         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3596 }
3597
3598 /*
3599  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3600  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3601  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3602  */
3603 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3604 {
3605         if (!cfs_bandwidth_used())
3606                 return;
3607
3608         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3609         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3610                 return;
3611
3612         /* ensure the group is not already throttled */
3613         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3614                 return;
3615
3616         /* update runtime allocation */
3617         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3618         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3619                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3620 }
3621
3622 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3623 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3624 {
3625         if (!cfs_bandwidth_used())
3626                 return false;
3627
3628         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3629                 return false;
3630
3631         /*
3632          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3633          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3634          */
3635         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3636                 return true;
3637
3638         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3639         return true;
3640 }
3641
3642 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3643 {
3644         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3645                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3646         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3647
3648         return HRTIMER_NORESTART;
3649 }
3650
3651 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3652 {
3653         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3654                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3655         ktime_t now;
3656         int overrun;
3657         int idle = 0;
3658
3659         for (;;) {
3660                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3661                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3662
3663                 if (!overrun)
3664                         break;
3665
3666                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3667         }
3668
3669         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3670 }
3671
3672 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3673 {
3674         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3675         cfs_b->runtime = 0;
3676         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3677         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3678
3679         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3680         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3681         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3682         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3683         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3684 }
3685
3686 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3687 {
3688         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3689         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3690 }
3691
3692 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3693 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3694 {
3695         /*
3696          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3697          * period or because we're racing with the tear-down path
3698          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3699          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3700          */
3701         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer)) &&
3702                hrtimer_try_to_cancel(&cfs_b->period_timer) < 0) {
3703                 /* bounce the lock to allow do_sched_cfs_period_timer to run */
3704                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3705                 cpu_relax();
3706                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3707                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3708                 if (cfs_b->timer_active)
3709                         return;
3710         }
3711
3712         cfs_b->timer_active = 1;
3713         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3714 }
3715
3716 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3717 {
3718         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3719         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3720 }
3721
3722 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
3723 {
3724         struct cfs_rq *cfs_rq;
3725
3726         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3727                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3728
3729                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
3730                         continue;
3731
3732                 /*
3733                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
3734                  * there's some valid quota amount
3735                  */
3736                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
3737                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3738                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3739         }
3740 }
3741
3742 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3743 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3744 {
3745         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
3746 }
3747
3748 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
3749 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
3750 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3751 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3752
3753 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3754 {
3755         return 0;
3756 }
3757
3758 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3759 {
3760         return 0;
3761 }
3762
3763 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3764                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3765 {
3766         return 0;
3767 }
3768
3769 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3770
3771 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3772 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3773 #endif
3774
3775 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3776 {
3777         return NULL;
3778 }
3779 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3780 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
3781
3782 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3783
3784 /**************************************************
3785  * CFS operations on tasks:
3786  */
3787
3788 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3789 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3790 {
3791         struct sched_entity *se = &p->se;
3792         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3793
3794         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
3795
3796         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
3797                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
3798                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
3799                 s64 delta = slice - ran;
3800
3801                 if (delta < 0) {
3802                         if (rq->curr == p)
3803                                 resched_task(p);
3804                         return;
3805                 }
3806
3807                 /*
3808                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
3809                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
3810                  */
3811                 if (rq->curr != p)
3812                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
3813
3814                 hrtick_start(rq, delta);
3815         }
3816 }
3817
3818 /*
3819  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
3820  * current task is from our class and nr_running is low enough
3821  * to matter.
3822  */
3823 static void hrtick_update(struct rq *rq)
3824 {
3825         struct task_struct *curr = rq->curr;
3826
3827         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
3828                 return;
3829
3830         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
3831                 hrtick_start_fair(rq, curr);
3832 }
3833 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
3834 static inline void
3835 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3836 {
3837 }
3838
3839 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
3840 {
3841 }
3842 #endif
3843
3844 /*
3845  * The enqueue_task method is called before nr_running is
3846  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
3847  * then put the task into the rbtree:
3848  */
3849 static void
3850 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3851 {
3852         struct cfs_rq *cfs_rq;
3853         struct sched_entity *se = &p->se;
3854
3855         for_each_sched_entity(se) {
3856                 if (se->on_rq)
3857                         break;
3858                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3859                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
3860
3861                 /*
3862                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3863                  *
3864                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3865                  * post the final h_nr_running increment below.
3866                 */
3867                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3868                         break;
3869                 cfs_rq->h_nr_running++;
3870
3871                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
3872         }
3873
3874         for_each_sched_entity(se) {
3875                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3876                 cfs_rq->h_nr_running++;
3877
3878                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3879                         break;
3880
3881                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3882                 update_entity_load_avg(se, 1);
3883         }
3884
3885         if (!se) {
3886                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3887                 inc_nr_running(rq);
3888         }
3889         hrtick_update(rq);
3890 }
3891
3892 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
3893
3894 /*
3895  * The dequeue_task method is called before nr_running is
3896  * decreased. We remove the task from the rbtree and
3897  * update the fair scheduling stats:
3898  */
3899 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3900 {
3901         struct cfs_rq *cfs_rq;
3902         struct sched_entity *se = &p->se;
3903         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
3904
3905         for_each_sched_entity(se) {
3906                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3907                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
3908
3909                 /*
3910                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3911                  *
3912                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3913                  * post the final h_nr_running decrement below.
3914                 */
3915                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3916                         break;
3917                 cfs_rq->h_nr_running--;
3918
3919                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
3920                 if (cfs_rq->load.weight) {
3921                         /*
3922                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
3923                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
3924                          */
3925                         if (task_sleep && parent_entity(se))
3926                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
3927
3928                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
3929                         se = parent_entity(se);
3930                         break;
3931                 }
3932                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
3933         }
3934
3935         for_each_sched_entity(se) {
3936                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3937                 cfs_rq->h_nr_running--;
3938
3939                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3940                         break;
3941
3942                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3943                 update_entity_load_avg(se, 1);
3944         }
3945
3946         if (!se) {
3947                 dec_nr_running(rq);
3948                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
3949         }
3950         hrtick_update(rq);
3951 }
3952
3953 #ifdef CONFIG_SMP
3954 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
3955 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
3956 {
3957         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
3958 }
3959
3960 /*
3961  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
3962  * according to the scheduling class and "nice" value.
3963  *
3964  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
3965  * balance conservatively.
3966  */
3967 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
3968 {
3969         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3970         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3971
3972         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3973                 return total;
3974
3975         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
3976 }
3977
3978 /*
3979  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
3980  * according to the scheduling class and "nice" value.
3981  */
3982 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
3983 {
3984         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3985         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3986
3987         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3988                 return total;
3989
3990         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
3991 }
3992
3993 static unsigned long power_of(int cpu)
3994 {
3995         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
3996 }
3997
3998 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
3999 {
4000         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4001         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
4002         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
4003
4004         if (nr_running)
4005                 return load_avg / nr_running;
4006
4007         return 0;
4008 }
4009
4010 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4011 {
4012         /*
4013          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4014          * about the boundary, really active task won't care
4015          * about the loss.
4016          */
4017         if (jiffies > current->wakee_flip_decay_ts + HZ) {
4018                 current->wakee_flips = 0;
4019                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4020         }
4021
4022         if (current->last_wakee != p) {
4023                 current->last_wakee = p;
4024                 current->wakee_flips++;
4025         }
4026 }
4027
4028 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4029 {
4030         struct sched_entity *se = &p->se;
4031         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4032         u64 min_vruntime;
4033
4034 #ifndef CONFIG_64BIT
4035         u64 min_vruntime_copy;
4036
4037         do {
4038                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4039                 smp_rmb();
4040                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4041         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4042 #else
4043         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4044 #endif
4045
4046         se->vruntime -= min_vruntime;
4047         record_wakee(p);
4048 }
4049
4050 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4051 /*
4052  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4053  *
4054  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4055  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4056  * can calculate the shift in shares.
4057  *
4058  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4059  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4060  * total group weight.
4061  *
4062  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4063  * distribution (s_i) using:
4064  *
4065  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4066  *
4067  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4068  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4069  * shares distribution (s_i):
4070  *
4071  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4072  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4073  *
4074  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4075  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4076  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4077  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4078  *
4079  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4080  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4081  *
4082  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4083  *
4084  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4085  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4086  * weight and shares distributions like:
4087  *
4088  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4089  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4090  *
4091  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4092  *
4093  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4094  *
4095  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4096  *
4097  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4098  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4099  * 4/7) times the weight of the group.
4100  */
4101 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4102 {
4103         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4104
4105         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4106                 return wl;
4107
4108         for_each_sched_entity(se) {
4109                 long w, W;
4110
4111                 tg = se->my_q->tg;
4112
4113                 /*
4114                  * W = @wg + \Sum rw_j
4115                  */
4116                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
4117
4118                 /*
4119                  * w = rw_i + @wl
4120                  */
4121                 w = se->my_q->load.weight + wl;
4122
4123                 /*
4124                  * wl = S * s'_i; see (2)
4125                  */
4126                 if (W > 0 && w < W)
4127                         wl = (w * tg->shares) / W;
4128                 else
4129                         wl = tg->shares;
4130
4131                 /*
4132                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4133                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4134                  * calc_cfs_shares().
4135                  */
4136                 if (wl < MIN_SHARES)
4137                         wl = MIN_SHARES;
4138
4139                 /*
4140                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4141                  */
4142                 wl -= se->load.weight;
4143
4144                 /*
4145                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4146                  * the final effective load change on the root group. Since
4147                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4148                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4149                  * resulting from this level per the above.
4150                  */
4151                 wg = 0;
4152         }
4153
4154         return wl;
4155 }
4156 #else
4157
4158 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4159 {
4160         return wl;
4161 }
4162
4163 #endif
4164
4165 static int wake_wide(struct task_struct *p)
4166 {
4167         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
4168
4169         /*
4170          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
4171          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
4172          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
4173          */
4174         if (p->wakee_flips > factor) {
4175                 /*
4176                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
4177                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
4178                  * it alone.
4179                  */
4180                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
4181                         return 1;
4182         }
4183
4184         return 0;
4185 }
4186
4187 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4188 {
4189         s64 this_load, load;
4190         int idx, this_cpu, prev_cpu;
4191         unsigned long tl_per_task;
4192         struct task_group *tg;
4193         unsigned long weight;
4194         int balanced;
4195
4196         /*
4197          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
4198          * ourselves around too much.
4199          */
4200         if (wake_wide(p))
4201                 return 0;
4202
4203         idx       = sd->wake_idx;
4204         this_cpu  = smp_processor_id();
4205         prev_cpu  = task_cpu(p);
4206         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4207         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4208
4209         /*
4210          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4211          * effect of the currently running task from the load
4212          * of the current CPU:
4213          */
4214         if (sync) {
4215                 tg = task_group(current);
4216                 weight = current->se.load.weight;
4217
4218                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4219                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4220         }
4221
4222         tg = task_group(p);
4223         weight = p->se.load.weight;
4224
4225         /*
4226          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4227          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4228          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4229          * about that, so that's good too.
4230          *
4231          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4232          * task to be woken on this_cpu.
4233          */
4234         if (this_load > 0) {
4235                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4236
4237                 this_eff_load = 100;
4238                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
4239                 this_eff_load *= this_load +
4240                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4241
4242                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4243                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
4244                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4245
4246                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4247         } else
4248                 balanced = true;
4249
4250         /*
4251          * If the currently running task will sleep within
4252          * a reasonable amount of time then attract this newly
4253          * woken task:
4254          */
4255         if (sync && balanced)
4256                 return 1;
4257
4258         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4259         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
4260
4261         if (balanced ||
4262             (this_load <= load &&
4263              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
4264                 /*
4265                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
4266                  * p is cache cold in this domain, and
4267                  * there is no bad imbalance.
4268                  */
4269                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4270                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4271
4272                 return 1;
4273         }
4274         return 0;
4275 }
4276
4277 /*
4278  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4279  * domain.
4280  */
4281 static struct sched_group *
4282 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4283                   int this_cpu, int sd_flag)
4284 {
4285         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4286         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4287         int load_idx = sd->forkexec_idx;
4288         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4289
4290         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4291                 load_idx = sd->wake_idx;
4292
4293         do {
4294                 unsigned long load, avg_load;
4295                 int local_group;
4296                 int i;
4297
4298                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4299                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4300                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4301                         continue;
4302
4303                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4304                                                sched_group_cpus(group));
4305
4306                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4307                 avg_load = 0;
4308
4309                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4310                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4311                         if (local_group)
4312                                 load = source_load(i, load_idx);
4313                         else
4314                                 load = target_load(i, load_idx);
4315
4316                         avg_load += load;
4317                 }
4318
4319                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
4320                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4321
4322                 if (local_group) {
4323                         this_load = avg_load;
4324                 } else if (avg_load < min_load) {
4325                         min_load = avg_load;
4326                         idlest = group;
4327                 }
4328         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4329
4330         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4331                 return NULL;
4332         return idlest;
4333 }
4334
4335 /*
4336  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4337  */
4338 static int
4339 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4340 {
4341         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4342         int idlest = -1;
4343         int i;
4344
4345         /* Traverse only the allowed CPUs */
4346         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4347                 load = weighted_cpuload(i);
4348
4349                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4350                         min_load = load;
4351                         idlest = i;
4352                 }
4353         }
4354
4355         return idlest;
4356 }
4357
4358 /*
4359  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4360  */
4361 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4362 {
4363         struct sched_domain *sd;
4364         struct sched_group *sg;
4365         int i = task_cpu(p);
4366
4367         if (idle_cpu(target))
4368                 return target;
4369
4370         /*
4371          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4372          */
4373         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4374                 return i;
4375
4376         /*
4377          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4378          */
4379         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4380         for_each_lower_domain(sd) {
4381                 sg = sd->groups;
4382                 do {
4383                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4384                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4385                                 goto next;
4386
4387                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4388                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4389                                         goto next;
4390                         }
4391
4392                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4393                                         tsk_cpus_allowed(p));
4394                         goto done;
4395 next:
4396                         sg = sg->next;
4397                 } while (sg != sd->groups);
4398         }
4399 done:
4400         return target;
4401 }
4402
4403 /*
4404  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
4405  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
4406  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
4407  *
4408  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
4409  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
4410  *
4411  * Returns the target cpu number.
4412  *
4413  * preempt must be disabled.
4414  */
4415 static int
4416 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4417 {
4418         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4419         int cpu = smp_processor_id();
4420         int new_cpu = cpu;
4421         int want_affine = 0;
4422         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4423
4424         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
4425                 return prev_cpu;
4426
4427         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4428                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4429                         want_affine = 1;
4430                 new_cpu = prev_cpu;
4431         }
4432
4433         rcu_read_lock();
4434         for_each_domain(cpu, tmp) {
4435                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4436                         continue;
4437
4438                 /*
4439                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4440                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4441                  */
4442                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4443                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4444                         affine_sd = tmp;
4445                         break;
4446                 }
4447
4448                 if (tmp->flags & sd_flag)
4449                         sd = tmp;
4450         }
4451
4452         if (affine_sd) {
4453                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4454                         prev_cpu = cpu;
4455
4456                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4457                 goto unlock;
4458         }
4459
4460         while (sd) {
4461                 struct sched_group *group;
4462                 int weight;
4463
4464                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4465                         sd = sd->child;
4466                         continue;
4467                 }
4468
4469                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
4470                 if (!group) {
4471                         sd = sd->child;
4472                         continue;
4473                 }
4474
4475                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4476                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4477                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4478                         sd = sd->child;
4479                         continue;
4480                 }
4481
4482                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4483                 cpu = new_cpu;
4484                 weight = sd->span_weight;
4485                 sd = NULL;
4486                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4487                         if (weight <= tmp->span_weight)
4488                                 break;
4489                         if (tmp->flags & sd_flag)
4490                                 sd = tmp;
4491                 }
4492                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4493         }
4494 unlock:
4495         rcu_read_unlock();
4496
4497         return new_cpu;
4498 }
4499
4500 /*
4501  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4502  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4503  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4504  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4505  */
4506 static void
4507 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4508 {
4509         struct sched_entity *se = &p->se;
4510         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4511
4512         /*
4513          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4514          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4515          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4516          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4517          */
4518         if (se->avg.decay_count) {
4519                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4520                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4521                                                 &cfs_rq->removed_load);
4522         }
4523 }
4524 #endif /* CONFIG_SMP */
4525
4526 static unsigned long
4527 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4528 {
4529         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4530
4531         /*
4532          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4533          * to virtual-time in his units.
4534          *
4535          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4536          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4537          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4538          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4539          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4540          *
4541          * This is especially important for buddies when the leftmost
4542          * task is higher priority than the buddy.
4543          */
4544         return calc_delta_fair(gran, se);
4545 }
4546
4547 /*
4548  * Should 'se' preempt 'curr'.
4549  *
4550  *             |s1
4551  *        |s2
4552  *   |s3
4553  *         g
4554  *      |<--->|c
4555  *
4556  *  w(c, s1) = -1
4557  *  w(c, s2) =  0
4558  *  w(c, s3) =  1
4559  *
4560  */
4561 static int
4562 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4563 {
4564         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4565
4566         if (vdiff <= 0)
4567                 return -1;
4568
4569         gran = wakeup_gran(curr, se);
4570         if (vdiff > gran)
4571                 return 1;
4572
4573         return 0;
4574 }
4575
4576 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4577 {
4578         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4579                 return;
4580
4581         for_each_sched_entity(se)
4582                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4583 }
4584
4585 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4586 {
4587         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4588                 return;
4589
4590         for_each_sched_entity(se)
4591                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4592 }
4593
4594 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4595 {
4596         for_each_sched_entity(se)
4597                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4598 }
4599
4600 /*
4601  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4602  */
4603 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4604 {
4605         struct task_struct *curr = rq->curr;
4606         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4607         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4608         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4609         int next_buddy_marked = 0;
4610
4611         if (unlikely(se == pse))
4612                 return;
4613
4614         /*
4615          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
4616          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4617          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4618          * next-buddy nomination below.
4619          */
4620         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4621                 return;
4622
4623         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4624                 set_next_buddy(pse);
4625                 next_buddy_marked = 1;
4626         }
4627
4628         /*
4629          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4630          * wake up path.
4631          *
4632          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4633          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4634          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4635          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4636          * below.
4637          */
4638         if (test_tsk_need_resched(curr))
4639                 return;
4640
4641         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4642         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4643             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4644                 goto preempt;
4645
4646         /*
4647          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4648          * is driven by the tick):
4649          */
4650         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4651                 return;
4652
4653         find_matching_se(&se, &pse);
4654         update_curr(cfs_rq_of(se));
4655         BUG_ON(!pse);
4656         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4657                 /*
4658                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4659                  * triggering this preemption.
4660                  */
4661                 if (!next_buddy_marked)
4662                         set_next_buddy(pse);
4663                 goto preempt;
4664         }
4665
4666         return;
4667
4668 preempt:
4669         resched_task(curr);
4670         /*
4671          * Only set the backward buddy when the current task is still
4672          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4673          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4674          * point, either of which can * drop the rq lock.
4675          *
4676          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4677          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4678          */
4679         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4680                 return;
4681
4682         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4683                 set_last_buddy(se);
4684 }
4685
4686 static struct task_struct *
4687 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4688 {
4689         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4690         struct sched_entity *se;
4691         struct task_struct *p;
4692         int new_tasks;
4693
4694 again:
4695 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4696         if (!cfs_rq->nr_running)
4697                 goto idle;
4698
4699         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
4700                 goto simple;
4701
4702         /*
4703          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
4704          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
4705          *
4706          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
4707          * hierarchy, only change the part that actually changes.
4708          */
4709
4710         do {
4711                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
4712
4713                 /*
4714                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
4715                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
4716                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
4717                  * forget we've ever seen it.
4718                  */
4719                 if (curr && curr->on_rq)
4720                         update_curr(cfs_rq);
4721                 else
4722                         curr = NULL;
4723
4724                 /*
4725                  * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the throttle and
4726                  * dequeue its entity in the parent(s). Therefore the 'simple'
4727                  * nr_running test will indeed be correct.
4728                  */
4729                 if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
4730                         goto simple;
4731
4732                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
4733                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4734         } while (cfs_rq);
4735
4736         p = task_of(se);
4737
4738         /*
4739          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
4740          * is a different task than we started out with, try and touch the
4741          * least amount of cfs_rqs.
4742          */
4743         if (prev != p) {
4744                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
4745
4746                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
4747                         int se_depth = se->depth;
4748                         int pse_depth = pse->depth;
4749
4750                         if (se_depth <= pse_depth) {
4751                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
4752                                 pse = parent_entity(pse);
4753                         }
4754                         if (se_depth >= pse_depth) {
4755                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
4756                                 se = parent_entity(se);
4757                         }
4758                 }
4759
4760                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
4761                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4762         }
4763
4764         if (hrtick_enabled(rq))
4765                 hrtick_start_fair(rq, p);
4766
4767         return p;
4768 simple:
4769         cfs_rq = &rq->cfs;
4770 #endif
4771
4772         if (!cfs_rq->nr_running)
4773                 goto idle;
4774
4775         put_prev_task(rq, prev);
4776
4777         do {
4778                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
4779                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4780                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4781         } while (cfs_rq);
4782
4783         p = task_of(se);
4784
4785         if (hrtick_enabled(rq))
4786                 hrtick_start_fair(rq, p);
4787
4788         return p;
4789
4790 idle:
4791         new_tasks = idle_balance(rq);
4792         /*
4793          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
4794          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
4795          * must re-start the pick_next_entity() loop.
4796          */
4797         if (new_tasks < 0)
4798                 return RETRY_TASK;
4799
4800         if (new_tasks > 0)
4801                 goto again;
4802
4803         return NULL;
4804 }
4805
4806 /*
4807  * Account for a descheduled task:
4808  */
4809 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4810 {
4811         struct sched_entity *se = &prev->se;
4812         struct cfs_rq *cfs_rq;
4813
4814         for_each_sched_entity(se) {
4815                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4816                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
4817         }
4818 }
4819
4820 /*
4821  * sched_yield() is very simple
4822  *
4823  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
4824  */
4825 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
4826 {
4827         struct task_struct *curr = rq->curr;
4828         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4829         struct sched_entity *se = &curr->se;
4830
4831         /*
4832          * Are we the only task in the tree?
4833          */
4834         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
4835                 return;
4836
4837         clear_buddies(cfs_rq, se);
4838
4839         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
4840                 update_rq_clock(rq);
4841                 /*
4842                  * Update run-time statistics of the 'current'.
4843                  */
4844                 update_curr(cfs_rq);
4845                 /*
4846                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
4847                  * so we don't do microscopic update in schedule()
4848                  * and double the fastpath cost.
4849                  */
4850                  rq->skip_clock_update = 1;
4851         }
4852
4853         set_skip_buddy(se);
4854 }
4855
4856 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
4857 {
4858         struct sched_entity *se = &p->se;
4859
4860         /* throttled hierarchies are not runnable */
4861         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
4862                 return false;
4863
4864         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
4865         set_next_buddy(se);
4866
4867         yield_task_fair(rq);
4868
4869         return true;
4870 }
4871
4872 #ifdef CONFIG_SMP
4873 /**************************************************
4874  * Fair scheduling class load-balancing methods.
4875  *
4876  * BASICS
4877  *
4878  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
4879  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
4880  * time to each task. This is expressed in the following equation:
4881  *
4882  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
4883  *
4884  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
4885  * W_i,0 is defined as:
4886  *
4887  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
4888  *
4889  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
4890  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
4891  *
4892  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
4893  * weight:
4894  *
4895  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
4896  *
4897  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
4898  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
4899  * can also include other factors [XXX].
4900  *
4901  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
4902  * directly from (1):
4903  *
4904  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
4905  *
4906  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
4907  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
4908  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
4909  *
4910  * [XXX expand on:
4911  *     - infeasible weights;
4912  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
4913  *
4914  *
4915  * SCHED DOMAINS
4916  *
4917  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
4918  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
4919  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
4920  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
4921  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
4922  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
4923  * the groups.
4924  *
4925  * This yields:
4926  *
4927  *     log_2 n     1     n
4928  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
4929  *     i = 0      2^i   2^i
4930  *                               `- size of each group
4931  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
4932  *         |         `- freq
4933  *         `- sum over all levels
4934  *
4935  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
4936  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
4937  *
4938  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
4939  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
4940  *
4941  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
4942  *
4943  *             log_2 n     
4944  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
4945  *             k = 0
4946  *
4947  * And you'll find that:
4948  *
4949  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
4950  *
4951  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
4952  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
4953  * of:
4954  *
4955  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
4956  *
4957  *
4958  * WORK CONSERVING
4959  *
4960  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
4961  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
4962  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
4963  *
4964  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
4965  * time.
4966  *
4967  * [XXX more?]
4968  *
4969  *
4970  * CGROUPS
4971  *
4972  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
4973  *
4974  *                                s_k,i
4975  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
4976  *                                 S_k
4977  *
4978  * Where
4979  *
4980  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
4981  *
4982  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
4983  *
4984  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
4985  * property.
4986  *
4987  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
4988  *      rewrite all of this once again.]
4989  */ 
4990
4991 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
4992
4993 enum fbq_type { regular, remote, all };
4994
4995 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
4996 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
4997 #define LBF_DST_PINNED  0x04
4998 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
4999
5000 struct lb_env {
5001         struct sched_domain     *sd;
5002
5003         struct rq               *src_rq;
5004         int                     src_cpu;
5005
5006         int                     dst_cpu;
5007         struct rq               *dst_rq;
5008
5009         struct cpumask          *dst_grpmask;
5010         int                     new_dst_cpu;
5011         enum cpu_idle_type      idle;
5012         long                    imbalance;
5013         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
5014         struct cpumask          *cpus;
5015
5016         unsigned int            flags;
5017
5018         unsigned int            loop;
5019         unsigned int            loop_break;
5020         unsigned int            loop_max;
5021
5022         enum fbq_type           fbq_type;
5023 };
5024
5025 /*
5026  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
5027  * Both runqueues must be locked.
5028  */
5029 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5030 {
5031         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
5032         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
5033         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
5034         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
5035 }
5036
5037 /*
5038  * Is this task likely cache-hot:
5039  */
5040 static int
5041 task_hot(struct task_struct *p, u64 now)
5042 {
5043         s64 delta;
5044
5045         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
5046                 return 0;
5047
5048         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
5049                 return 0;
5050
5051         /*
5052          * Buddy candidates are cache hot:
5053          */
5054         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
5055                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
5056                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
5057                 return 1;
5058
5059         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
5060                 return 1;
5061         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
5062                 return 0;
5063
5064         delta = now - p->se.exec_start;
5065
5066         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
5067 }
5068
5069 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5070 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
5071 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5072 {
5073         int src_nid, dst_nid;
5074
5075         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults_memory ||
5076             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
5077                 return false;
5078         }
5079
5080         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5081         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5082
5083         if (src_nid == dst_nid)
5084                 return false;
5085
5086         /* Always encourage migration to the preferred node. */
5087         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
5088                 return true;
5089
5090         /* If both task and group weight improve, this move is a winner. */
5091         if (task_weight(p, dst_nid) > task_weight(p, src_nid) &&
5092             group_weight(p, dst_nid) > group_weight(p, src_nid))
5093                 return true;
5094
5095         return false;
5096 }
5097
5098
5099 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5100 {
5101         int src_nid, dst_nid;
5102
5103         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
5104                 return false;
5105
5106         if (!p->numa_faults_memory || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
5107                 return false;
5108
5109         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5110         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5111
5112         if (src_nid == dst_nid)
5113                 return false;
5114
5115         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
5116         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
5117                 return true;
5118
5119         /* If either task or group weight get worse, don't do it. */
5120         if (task_weight(p, dst_nid) < task_weight(p, src_nid) ||
5121             group_weight(p, dst_nid) < group_weight(p, src_nid))
5122                 return true;
5123
5124         return false;
5125 }
5126
5127 #else
5128 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
5129                                              struct lb_env *env)
5130 {
5131         return false;
5132 }
5133
5134 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
5135                                              struct lb_env *env)
5136 {
5137         return false;
5138 }
5139 #endif
5140
5141 /*
5142  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
5143  */
5144 static
5145 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5146 {
5147         int tsk_cache_hot = 0;
5148         /*
5149          * We do not migrate tasks that are:
5150          * 1) throttled_lb_pair, or
5151          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
5152          * 3) running (obviously), or
5153          * 4) are cache-hot on their current CPU.
5154          */
5155         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
5156                 return 0;
5157
5158         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5159                 int cpu;
5160
5161                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
5162
5163                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
5164
5165                 /*
5166                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
5167                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
5168                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
5169                  *
5170                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
5171                  * one in current iteration.
5172                  */
5173                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
5174                         return 0;
5175
5176                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5177                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
5178                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5179                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
5180                                 env->new_dst_cpu = cpu;
5181                                 break;
5182                         }
5183                 }
5184
5185                 return 0;
5186         }
5187
5188         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
5189         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
5190
5191         if (task_running(env->src_rq, p)) {
5192                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
5193                 return 0;
5194         }
5195
5196         /*
5197          * Aggressive migration if:
5198          * 1) destination numa is preferred
5199          * 2) task is cache cold, or
5200          * 3) too many balance attempts have failed.
5201          */
5202         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq));
5203         if (!tsk_cache_hot)
5204                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
5205
5206         if (migrate_improves_locality(p, env)) {
5207 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5208                 if (tsk_cache_hot) {
5209                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5210                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5211                 }
5212 #endif
5213                 return 1;
5214         }
5215
5216         if (!tsk_cache_hot ||
5217                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
5218
5219                 if (tsk_cache_hot) {
5220                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5221                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5222                 }
5223
5224                 return 1;
5225         }
5226
5227         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
5228         return 0;
5229 }
5230
5231 /*
5232  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
5233  * part of active balancing operations within "domain".
5234  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
5235  *
5236  * Called with both runqueues locked.
5237  */
5238 static int move_one_task(struct lb_env *env)
5239 {
5240         struct task_struct *p, *n;
5241
5242         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
5243                 if (!can_migrate_task(p, env))
5244                         continue;
5245
5246                 move_task(p, env);
5247                 /*
5248                  * Right now, this is only the second place move_task()
5249                  * is called, so we can safely collect move_task()
5250                  * stats here rather than inside move_task().
5251                  */
5252                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
5253                 return 1;
5254         }
5255         return 0;
5256 }
5257
5258 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
5259
5260 /*
5261  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
5262  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
5263  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
5264  *
5265  * Called with both runqueues locked.
5266  */
5267 static int move_tasks(struct lb_env *env)
5268 {
5269         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
5270         struct task_struct *p;
5271         unsigned long load;
5272         int pulled = 0;
5273
5274         if (env->imbalance <= 0)
5275                 return 0;
5276
5277         while (!list_empty(tasks)) {
5278                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5279
5280                 env->loop++;
5281                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
5282                 if (env->loop > env->loop_max)
5283                         break;
5284
5285                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
5286                 if (env->loop > env->loop_break) {
5287                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
5288                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
5289                         break;
5290                 }
5291
5292                 if (!can_migrate_task(p, env))
5293                         goto next;
5294
5295                 load = task_h_load(p);
5296
5297                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
5298                         goto next;
5299
5300                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5301                         goto next;
5302
5303                 move_task(p, env);
5304                 pulled++;
5305                 env->imbalance -= load;
5306
5307 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5308                 /*
5309                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5310                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
5311                  * the critical section.
5312                  */
5313                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5314                         break;
5315 #endif
5316
5317                 /*
5318                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5319                  * weighted load.
5320                  */
5321                 if (env->imbalance <= 0)
5322                         break;
5323
5324                 continue;
5325 next:
5326                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5327         }
5328
5329         /*
5330          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
5331          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
5332          * inside move_task().
5333          */
5334         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
5335
5336         return pulled;
5337 }
5338
5339 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5340 /*
5341  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
5342  */
5343 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
5344 {
5345         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5346         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5347
5348         /* throttled entities do not contribute to load */
5349         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5350                 return;
5351
5352         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
5353
5354         if (se) {
5355                 update_entity_load_avg(se, 1);
5356                 /*
5357                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
5358                  * list removal.  This generally implies that all our children
5359                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
5360                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
5361                  * at enqueue.
5362                  *
5363                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
5364                  */
5365                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
5366                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5367         } else {
5368                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5369                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
5370         }
5371 }
5372
5373 static void update_blocked_averages(int cpu)
5374 {
5375         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5376         struct cfs_rq *cfs_rq;
5377         unsigned long flags;
5378
5379         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5380         update_rq_clock(rq);
5381         /*
5382          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5383          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5384          */
5385         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5386                 /*
5387                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5388                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5389                  * groups does not result in continually extending hold time.
5390                  */
5391                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5392         }
5393
5394         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5395 }
5396
5397 /*
5398  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5399  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5400  * group is a fraction of its parents load.
5401  */
5402 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5403 {
5404         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5405         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5406         unsigned long now = jiffies;
5407         unsigned long load;
5408
5409         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5410                 return;
5411
5412         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5413         for_each_sched_entity(se) {
5414                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5415                 cfs_rq->h_load_next = se;
5416                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5417                         break;
5418         }
5419
5420         if (!se) {
5421                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5422                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5423         }
5424
5425         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5426                 load = cfs_rq->h_load;
5427                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5428                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5429                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5430                 cfs_rq->h_load = load;
5431                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5432         }
5433 }
5434
5435 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5436 {
5437         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5438
5439         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5440         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5441                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5442 }
5443 #else
5444 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5445 {
5446 }
5447
5448 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5449 {
5450         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5451 }
5452 #endif
5453
5454 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5455 /*
5456  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5457  */
5458 struct sg_lb_stats {
5459         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5460         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5461         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5462         unsigned long load_per_task;
5463         unsigned long group_power;
5464         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5465         unsigned int group_capacity;
5466         unsigned int idle_cpus;
5467         unsigned int group_weight;
5468         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
5469         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
5470 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5471         unsigned int nr_numa_running;
5472         unsigned int nr_preferred_running;
5473 #endif
5474 };
5475
5476 /*
5477  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5478  *               during load balancing.
5479  */
5480 struct sd_lb_stats {
5481         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5482         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5483         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5484         unsigned long total_pwr;        /* Total power of all groups in sd */
5485         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5486
5487         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5488         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5489 };
5490
5491 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5492 {
5493         /*
5494          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5495          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5496          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5497          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5498          */
5499         *sds = (struct sd_lb_stats){
5500                 .busiest = NULL,
5501                 .local = NULL,
5502                 .total_load = 0UL,
5503                 .total_pwr = 0UL,
5504                 .busiest_stat = {
5505                         .avg_load = 0UL,
5506                 },
5507         };
5508 }
5509
5510 /**
5511  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5512  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5513  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
5514  *
5515  * Return: The load index.
5516  */
5517 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5518                                         enum cpu_idle_type idle)
5519 {
5520         int load_idx;
5521
5522         switch (idle) {
5523         case CPU_NOT_IDLE:
5524                 load_idx = sd->busy_idx;
5525                 break;
5526
5527         case CPU_NEWLY_IDLE:
5528                 load_idx = sd->newidle_idx;
5529                 break;
5530         default:
5531                 load_idx = sd->idle_idx;
5532                 break;
5533         }
5534
5535         return load_idx;
5536 }
5537
5538 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5539 {
5540         return SCHED_POWER_SCALE;
5541 }
5542
5543 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5544 {
5545         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
5546 }
5547
5548 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5549 {
5550         unsigned long weight = sd->span_weight;
5551         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
5552
5553         smt_gain /= weight;
5554
5555         return smt_gain;
5556 }
5557
5558 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5559 {
5560         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
5561 }
5562
5563 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
5564 {
5565         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5566         u64 total, available, age_stamp, avg;
5567
5568         /*
5569          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5570          * we read them once before doing sanity checks on them.
5571          */
5572         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5573         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5574
5575         total = sched_avg_period() + (rq_clock(rq) - age_stamp);
5576
5577         if (unlikely(total < avg)) {
5578                 /* Ensures that power won't end up being negative */
5579                 available = 0;
5580         } else {
5581                 available = total - avg;
5582         }
5583
5584         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
5585                 total = SCHED_POWER_SCALE;
5586
5587         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5588
5589         return div_u64(available, total);
5590 }
5591
5592 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5593 {
5594         unsigned long weight = sd->span_weight;
5595         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
5596         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5597
5598         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
5599                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
5600                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
5601                 else
5602                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
5603
5604                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5605         }
5606
5607         sdg->sgp->power_orig = power;
5608
5609         if (sched_feat(ARCH_POWER))
5610                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
5611         else
5612                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
5613
5614         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5615
5616         power *= scale_rt_power(cpu);
5617         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5618
5619         if (!power)
5620                 power = 1;
5621
5622         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
5623         sdg->sgp->power = power;
5624 }
5625
5626 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5627 {
5628         struct sched_domain *child = sd->child;
5629         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
5630         unsigned long power, power_orig;
5631         unsigned long interval;
5632
5633         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5634         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5635         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
5636
5637         if (!child) {
5638                 update_cpu_power(sd, cpu);
5639                 return;
5640         }
5641
5642         power_orig = power = 0;
5643
5644         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
5645                 /*
5646                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
5647                  * span the current group.
5648                  */
5649
5650                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
5651                         struct sched_group_power *sgp;
5652                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5653
5654                         /*
5655                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_power()
5656                          * gets here before we've attached the domains to the
5657                          * runqueues.
5658                          *
5659                          * Use power_of(), which is set irrespective of domains
5660                          * in update_cpu_power().
5661                          *
5662                          * This avoids power/power_orig from being 0 and
5663                          * causing divide-by-zero issues on boot.
5664                          *
5665                          * Runtime updates will correct power_orig.
5666                          */
5667                         if (unlikely(!rq->sd)) {
5668                                 power_orig += power_of(cpu);
5669                                 power += power_of(cpu);
5670                                 continue;
5671                         }
5672
5673                         sgp = rq->sd->groups->sgp;
5674                         power_orig += sgp->power_orig;
5675                         power += sgp->power;
5676                 }
5677         } else  {
5678                 /*
5679                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
5680                  * span the current group.
5681                  */ 
5682
5683                 group = child->groups;
5684                 do {
5685                         power_orig += group->sgp->power_orig;
5686                         power += group->sgp->power;
5687                         group = group->next;
5688                 } while (group != child->groups);
5689         }
5690
5691         sdg->sgp->power_orig = power_orig;
5692         sdg->sgp->power = power;
5693 }
5694
5695 /*
5696  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
5697  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
5698  * which on its own isn't powerful enough.
5699  *
5700  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
5701  */
5702 static inline int
5703 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
5704 {
5705         /*
5706          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
5707          */
5708         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
5709                 return 0;
5710
5711         /*
5712          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
5713          */
5714         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
5715                 return 1;
5716
5717         return 0;
5718 }
5719
5720 /*
5721  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
5722  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
5723  *
5724  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
5725  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
5726  * Something like:
5727  *
5728  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
5729  *              *     * * *
5730  *
5731  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
5732  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
5733  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
5734  *
5735  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
5736  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
5737  * moving tasks due to affinity constraints.
5738  *
5739  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
5740  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
5741  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
5742  * to create an effective group imbalance.
5743  *
5744  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
5745  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
5746  * subtle and fragile situation.
5747  */
5748
5749 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
5750 {
5751         return group->sgp->imbalance;
5752 }
5753
5754 /*
5755  * Compute the group capacity.
5756  *
5757  * Avoid the issue where N*frac(smt_power) >= 1 creates 'phantom' cores by
5758  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
5759  * and limit power unit capacity with that.
5760  */
5761 static inline int sg_capacity(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
5762 {
5763         unsigned int capacity, smt, cpus;
5764         unsigned int power, power_orig;
5765
5766         power = group->sgp->power;
5767         power_orig = group->sgp->power_orig;
5768         cpus = group->group_weight;
5769
5770         /* smt := ceil(cpus / power), assumes: 1 < smt_power < 2 */
5771         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_POWER_SCALE * cpus, power_orig);
5772         capacity = cpus / smt; /* cores */
5773
5774         capacity = min_t(unsigned, capacity, DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE));
5775         if (!capacity)
5776                 capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5777
5778         return capacity;
5779 }
5780
5781 /**
5782  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
5783  * @env: The load balancing environment.
5784  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
5785  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
5786  * @local_group: Does group contain this_cpu.
5787  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
5788  */
5789 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
5790                         struct sched_group *group, int load_idx,
5791                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
5792 {
5793         unsigned long load;
5794         int i;
5795
5796         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
5797
5798         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5799                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5800
5801                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5802                 if (local_group)
5803                         load = target_load(i, load_idx);
5804                 else
5805                         load = source_load(i, load_idx);
5806
5807                 sgs->group_load += load;
5808                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
5809 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5810                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
5811                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
5812 #endif
5813                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
5814                 if (idle_cpu(i))
5815                         sgs->idle_cpus++;
5816         }
5817
5818         /* Adjust by relative CPU power of the group */
5819         sgs->group_power = group->sgp->power;
5820         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / sgs->group_power;
5821
5822         if (sgs->sum_nr_running)
5823                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
5824
5825         sgs->group_weight = group->group_weight;
5826
5827         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
5828         sgs->group_capacity = sg_capacity(env, group);
5829
5830         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
5831                 sgs->group_has_capacity = 1;
5832 }
5833
5834 /**
5835  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
5836  * @env: The load balancing environment.
5837  * @sds: sched_domain statistics
5838  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
5839  * @sgs: sched_group statistics
5840  *
5841  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
5842  * busiest group.
5843  *
5844  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
5845  * busiest group. %false otherwise.
5846  */
5847 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
5848                                    struct sd_lb_stats *sds,
5849                                    struct sched_group *sg,
5850                                    struct sg_lb_stats *sgs)
5851 {
5852         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
5853                 return false;
5854
5855         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
5856                 return true;
5857
5858         if (sgs->group_imb)
5859                 return true;
5860
5861         /*
5862          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
5863          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
5864          * higher than ourself as busy.
5865          */
5866         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
5867             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
5868                 if (!sds->busiest)
5869                         return true;
5870
5871                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
5872                         return true;
5873         }
5874
5875         return false;
5876 }
5877
5878 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5879 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5880 {
5881         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
5882                 return regular;
5883         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
5884                 return remote;
5885         return all;
5886 }
5887
5888 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5889 {
5890         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
5891                 return regular;
5892         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
5893                 return remote;
5894         return all;
5895 }
5896 #else
5897 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5898 {
5899         return all;
5900 }
5901
5902 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5903 {
5904         return regular;
5905 }
5906 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5907
5908 /**
5909  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
5910  * @env: The load balancing environment.
5911  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
5912  */
5913 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5914 {
5915         struct sched_domain *child = env->sd->child;
5916         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5917         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
5918         int load_idx, prefer_sibling = 0;
5919
5920         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
5921                 prefer_sibling = 1;
5922
5923         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
5924
5925         do {
5926                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
5927                 int local_group;
5928
5929                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
5930                 if (local_group) {
5931                         sds->local = sg;
5932                         sgs = &sds->local_stat;
5933
5934                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
5935                             time_after_eq(jiffies, sg->sgp->next_update))
5936                                 update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
5937                 }
5938
5939                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs);
5940
5941                 if (local_group)
5942                         goto next_group;
5943
5944                 /*
5945                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
5946                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
5947                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
5948                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
5949                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
5950                  * extra check prevents the case where you always pull from the
5951                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
5952                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
5953                  */
5954                 if (prefer_sibling && sds->local &&
5955                     sds->local_stat.group_has_capacity)
5956                         sgs->group_capacity = min(sgs->group_capacity, 1U);
5957
5958                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
5959                         sds->busiest = sg;
5960                         sds->busiest_stat = *sgs;
5961                 }
5962
5963 next_group:
5964                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
5965                 sds->total_load += sgs->group_load;
5966                 sds->total_pwr += sgs->group_power;
5967
5968                 sg = sg->next;
5969         } while (sg != env->sd->groups);
5970
5971         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
5972                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
5973 }
5974
5975 /**
5976  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
5977  *                      sched doman.
5978  *
5979  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
5980  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
5981  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
5982  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
5983  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
5984  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
5985  *
5986  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
5987  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
5988  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
5989  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
5990  * number.
5991  *
5992  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
5993  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
5994  *
5995  * @env: The load balancing environment.
5996  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
5997  */
5998 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5999 {
6000         int busiest_cpu;
6001
6002         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6003                 return 0;
6004
6005         if (!sds->busiest)
6006                 return 0;
6007
6008         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
6009         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
6010                 return 0;
6011
6012         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
6013                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_power,
6014                 SCHED_POWER_SCALE);
6015
6016         return 1;
6017 }
6018
6019 /**
6020  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
6021  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
6022  *                      load balancing.
6023  * @env: The load balancing environment.
6024  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6025  */
6026 static inline
6027 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6028 {
6029         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
6030         unsigned int imbn = 2;
6031         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
6032         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6033
6034         local = &sds->local_stat;
6035         busiest = &sds->busiest_stat;
6036
6037         if (!local->sum_nr_running)
6038                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
6039         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
6040                 imbn = 1;
6041
6042         scaled_busy_load_per_task =
6043                 (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
6044                 busiest->group_power;
6045
6046         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
6047             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
6048                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6049                 return;
6050         }
6051
6052         /*
6053          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
6054          * however we may be able to increase total CPU power used by
6055          * moving them.
6056          */
6057
6058         pwr_now += busiest->group_power *
6059                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
6060         pwr_now += local->group_power *
6061                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
6062         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
6063
6064         /* Amount of load we'd subtract */
6065         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
6066                 pwr_move += busiest->group_power *
6067                             min(busiest->load_per_task,
6068                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
6069         }
6070
6071         /* Amount of load we'd add */
6072         if (busiest->avg_load * busiest->group_power <
6073             busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) {
6074                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_power) /
6075                       local->group_power;
6076         } else {
6077                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
6078                       local->group_power;
6079         }
6080         pwr_move += local->group_power *
6081                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
6082         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
6083
6084         /* Move if we gain throughput */
6085         if (pwr_move > pwr_now)
6086                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6087 }
6088
6089 /**
6090  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
6091  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
6092  * @env: load balance environment
6093  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6094  */
6095 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6096 {
6097         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
6098         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6099
6100         local = &sds->local_stat;
6101         busiest = &sds->busiest_stat;
6102
6103         if (busiest->group_imb) {
6104                 /*
6105                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
6106                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
6107                  */
6108                 busiest->load_per_task =
6109                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
6110         }
6111
6112         /*
6113          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
6114          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
6115          * its cpu_power, while calculating max_load..)
6116          */
6117         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
6118             local->avg_load >= sds->avg_load) {
6119                 env->imbalance = 0;
6120                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6121         }
6122
6123         if (!busiest->group_imb) {
6124                 /*
6125                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
6126                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
6127                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
6128                  */
6129                 load_above_capacity =
6130                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity);
6131
6132                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
6133                 load_above_capacity /= busiest->group_power;
6134         }
6135
6136         /*
6137          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
6138          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
6139          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
6140          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
6141          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
6142          * for the minimum possible imbalance.
6143          */
6144         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
6145
6146         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
6147         env->imbalance = min(
6148                 max_pull * busiest->group_power,
6149                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_power
6150         ) / SCHED_POWER_SCALE;
6151
6152         /*
6153          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
6154          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
6155          * a think about bumping its value to force at least one task to be
6156          * moved
6157          */
6158         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
6159                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6160 }
6161
6162 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
6163
6164 /**
6165  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
6166  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
6167  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
6168  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
6169  * such a group exists.
6170  *
6171  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
6172  * to restore balance.
6173  *
6174  * @env: The load balancing environment.
6175  *
6176  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
6177  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
6178  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
6179  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
6180  */
6181 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
6182 {
6183         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6184         struct sd_lb_stats sds;
6185
6186         init_sd_lb_stats(&sds);
6187
6188         /*
6189          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
6190          * this level.
6191          */
6192         update_sd_lb_stats(env, &sds);
6193         local = &sds.local_stat;
6194         busiest = &sds.busiest_stat;
6195
6196         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
6197             check_asym_packing(env, &sds))
6198                 return sds.busiest;
6199
6200         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
6201         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
6202                 goto out_balanced;
6203
6204         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
6205
6206         /*
6207          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
6208          * work because they assume all things are equal, which typically
6209          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
6210          */
6211         if (busiest->group_imb)
6212                 goto force_balance;
6213
6214         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
6215         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_capacity &&
6216             !busiest->group_has_capacity)
6217                 goto force_balance;
6218
6219         /*
6220          * If the local group is more busy than the selected busiest group
6221          * don't try and pull any tasks.
6222          */
6223         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
6224                 goto out_balanced;
6225
6226         /*
6227          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
6228          * average load.
6229          */
6230         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
6231                 goto out_balanced;
6232
6233         if (env->idle == CPU_IDLE) {
6234                 /*
6235                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
6236                  * have more tasks than the number of available cpu's and
6237                  * there is no imbalance between this and busiest group
6238                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
6239                  */
6240                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
6241                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
6242                         goto out_balanced;
6243         } else {
6244                 /*
6245                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
6246                  * imbalance_pct to be conservative.
6247                  */
6248                 if (100 * busiest->avg_load <=
6249                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
6250                         goto out_balanced;
6251         }
6252
6253 force_balance:
6254         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
6255         calculate_imbalance(env, &sds);
6256         return sds.busiest;
6257
6258 out_balanced:
6259         env->imbalance = 0;
6260         return NULL;
6261 }
6262
6263 /*
6264  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
6265  */
6266 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
6267                                      struct sched_group *group)
6268 {
6269         struct rq *busiest = NULL, *rq;
6270         unsigned long busiest_load = 0, busiest_power = 1;
6271         int i;
6272
6273         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6274                 unsigned long power, capacity, wl;
6275                 enum fbq_type rt;
6276
6277                 rq = cpu_rq(i);
6278                 rt = fbq_classify_rq(rq);
6279
6280                 /*
6281                  * We classify groups/runqueues into three groups:
6282                  *  - regular: there are !numa tasks
6283                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
6284                  *  - all:     there is no distinction
6285                  *
6286                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
6287                  * ignore those when there's better options.
6288                  *
6289                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
6290                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
6291                  * queue by moving tasks around inside the node.
6292                  *
6293                  * If we cannot move enough load due to this classification
6294                  * the next pass will adjust the group classification and
6295                  * allow migration of more tasks.
6296                  *
6297                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
6298                  */
6299                 if (rt > env->fbq_type)
6300                         continue;
6301
6302                 power = power_of(i);
6303                 capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE);
6304                 if (!capacity)
6305                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
6306
6307                 wl = weighted_cpuload(i);
6308
6309                 /*
6310                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
6311                  * which is not scaled with the cpu power.
6312                  */
6313                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
6314                         continue;
6315
6316                 /*
6317                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6318                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
6319                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
6320                  * running at a lower capacity.
6321                  *
6322                  * Thus we're looking for max(wl_i / power_i), crosswise
6323                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6324                  * to: wl_i * power_j > wl_j * power_i;  where j is our
6325                  * previous maximum.
6326                  */
6327                 if (wl * busiest_power > busiest_load * power) {
6328                         busiest_load = wl;
6329                         busiest_power = power;
6330                         busiest = rq;
6331                 }
6332         }
6333
6334         return busiest;
6335 }
6336
6337 /*
6338  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6339  * so long as it is large enough.
6340  */
6341 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6342
6343 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6344 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6345
6346 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6347 {
6348         struct sched_domain *sd = env->sd;
6349
6350         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6351
6352                 /*
6353                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6354                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6355                  * lowest numbered CPUs.
6356                  */
6357                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6358                         return 1;
6359         }
6360
6361         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6362 }
6363
6364 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6365
6366 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6367 {
6368         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6369         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6370         int cpu, balance_cpu = -1;
6371
6372         /*
6373          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6374          * to do the newly idle load balance.
6375          */
6376         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6377                 return 1;
6378
6379         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6380         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6381         /* Try to find first idle cpu */
6382         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6383                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6384                         continue;
6385
6386                 balance_cpu = cpu;
6387                 break;
6388         }
6389
6390         if (balance_cpu == -1)
6391                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6392
6393         /*
6394          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6395          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6396          */
6397         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6398 }
6399
6400 /*
6401  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6402  * tasks if there is an imbalance.
6403  */
6404 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6405                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6406                         int *continue_balancing)
6407 {
6408         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6409         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6410         struct sched_group *group;
6411         struct rq *busiest;
6412         unsigned long flags;
6413         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
6414
6415         struct lb_env env = {
6416                 .sd             = sd,
6417                 .dst_cpu        = this_cpu,
6418                 .dst_rq         = this_rq,
6419                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6420                 .idle           = idle,
6421                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6422                 .cpus           = cpus,
6423                 .fbq_type       = all,
6424         };
6425
6426         /*
6427          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6428          * other cpus in our group
6429          */
6430         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6431                 env.dst_grpmask = NULL;
6432
6433         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6434
6435         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6436
6437 redo:
6438         if (!should_we_balance(&env)) {
6439                 *continue_balancing = 0;
6440                 goto out_balanced;
6441         }
6442
6443         group = find_busiest_group(&env);
6444         if (!group) {
6445                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6446                 goto out_balanced;
6447         }
6448
6449         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6450         if (!busiest) {
6451                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6452                 goto out_balanced;
6453         }
6454
6455         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6456
6457         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6458
6459         ld_moved = 0;
6460         if (busiest->nr_running > 1) {
6461                 /*
6462                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6463                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6464                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6465                  * correctly treated as an imbalance.
6466                  */
6467                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6468                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6469                 env.src_rq    = busiest;
6470                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6471
6472 more_balance:
6473                 local_irq_save(flags);
6474                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
6475
6476                 /*
6477                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6478                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6479                  */
6480                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
6481                 ld_moved += cur_ld_moved;
6482                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
6483                 local_irq_restore(flags);
6484
6485                 /*
6486                  * some other cpu did the load balance for us.
6487                  */
6488                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
6489                         resched_cpu(env.dst_cpu);
6490
6491                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6492                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6493                         goto more_balance;
6494                 }
6495
6496                 /*
6497                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6498                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6499                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6500                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6501                  * sched_group.
6502                  *
6503                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6504                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6505                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6506                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6507                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6508                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6509                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6510                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6511                  * This however should not happen so much in practice and
6512                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6513                  * excess load moved.
6514                  */
6515                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6516
6517                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6518                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6519
6520                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6521                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6522                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6523                         env.loop         = 0;
6524                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6525
6526                         /*
6527                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6528                          * need to continue with same src_cpu.
6529                          */
6530                         goto more_balance;
6531                 }
6532
6533                 /*
6534                  * We failed to reach balance because of affinity.
6535                  */
6536                 if (sd_parent) {
6537                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgp->imbalance;
6538
6539                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6540                                 *group_imbalance = 1;
6541                         } else if (*group_imbalance)
6542                                 *group_imbalance = 0;
6543                 }
6544
6545                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6546                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6547                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6548                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6549                                 env.loop = 0;
6550                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6551                                 goto redo;
6552                         }
6553                         goto out_balanced;
6554                 }
6555         }
6556
6557         if (!ld_moved) {
6558                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
6559                 /*
6560                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
6561                  * We do not want newidle balance, which can be very
6562                  * frequent, pollute the failure counter causing
6563                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
6564                  */
6565                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
6566                         sd->nr_balance_failed++;
6567
6568                 if (need_active_balance(&env)) {
6569                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6570
6571                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
6572                          * if the curr task on busiest cpu can't be
6573                          * moved to this_cpu
6574                          */
6575                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
6576                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
6577                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
6578                                                             flags);
6579                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6580                                 goto out_one_pinned;
6581                         }
6582
6583                         /*
6584                          * ->active_balance synchronizes accesses to
6585                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
6586                          * only after active load balance is finished.
6587                          */
6588                         if (!busiest->active_balance) {
6589                                 busiest->active_balance = 1;
6590                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
6591                                 active_balance = 1;
6592                         }
6593                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
6594
6595                         if (active_balance) {
6596                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
6597                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
6598                                         &busiest->active_balance_work);
6599                         }
6600
6601                         /*
6602                          * We've kicked active balancing, reset the failure
6603                          * counter.
6604                          */
6605                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
6606                 }
6607         } else
6608                 sd->nr_balance_failed = 0;
6609
6610         if (likely(!active_balance)) {
6611                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
6612                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
6613         } else {
6614                 /*
6615                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
6616                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
6617                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
6618                  * move_tasks).
6619                  */
6620                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
6621                         sd->balance_interval *= 2;
6622         }
6623
6624         goto out;
6625
6626 out_balanced:
6627         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
6628
6629         sd->nr_balance_failed = 0;
6630
6631 out_one_pinned:
6632         /* tune up the balancing interval */
6633         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
6634                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
6635                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
6636                 sd->balance_interval *= 2;
6637
6638         ld_moved = 0;
6639 out:
6640         return ld_moved;
6641 }
6642
6643 /*
6644  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
6645  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
6646  */
6647 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
6648 {
6649         struct sched_domain *sd;
6650         int pulled_task = 0;
6651         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
6652         u64 curr_cost = 0;
6653         int this_cpu = this_rq->cpu;
6654
6655         idle_enter_fair(this_rq);
6656         /*
6657          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
6658          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
6659          */
6660         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
6661
6662         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
6663                 goto out;
6664
6665         /*
6666          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
6667          */
6668         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
6669
6670         update_blocked_averages(this_cpu);
6671         rcu_read_lock();
6672         for_each_domain(this_cpu, sd) {
6673                 unsigned long interval;
6674                 int continue_balancing = 1;
6675                 u64 t0, domain_cost;
6676
6677                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6678                         continue;
6679
6680                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
6681                         break;
6682
6683                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
6684                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
6685
6686                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
6687                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
6688                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
6689                                                    &continue_balancing);
6690
6691                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
6692                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
6693                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
6694
6695                         curr_cost += domain_cost;
6696                 }
6697
6698                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6699                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
6700                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6701                 if (pulled_task)
6702                         break;
6703         }
6704         rcu_read_unlock();
6705
6706         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
6707
6708         /*
6709          * While browsing the domains, we released the rq lock.
6710          * A task could have be enqueued in the meantime
6711          */
6712         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task) {
6713                 pulled_task = 1;
6714                 goto out;
6715         }
6716
6717         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
6718                 /*
6719                  * We are going idle. next_balance may be set based on
6720                  * a busy processor. So reset next_balance.
6721                  */
6722                 this_rq->next_balance = next_balance;
6723         }
6724
6725         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
6726                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
6727
6728 out:
6729         /* Is there a task of a high priority class? */
6730         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running &&
6731             ((this_rq->stop && this_rq->stop->on_rq) ||
6732              this_rq->dl.dl_nr_running ||
6733              (this_rq->rt.rt_nr_running && !rt_rq_throttled(&this_rq->rt))))
6734                 pulled_task = -1;
6735
6736         if (pulled_task) {
6737                 idle_exit_fair(this_rq);
6738                 this_rq->idle_stamp = 0;
6739         }
6740
6741         return pulled_task;
6742 }
6743
6744 /*
6745  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
6746  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
6747  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
6748  * avoids physical / logical imbalances.
6749  */
6750 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
6751 {
6752         struct rq *busiest_rq = data;
6753         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
6754         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
6755         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
6756         struct sched_domain *sd;
6757
6758         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
6759
6760         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
6761         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
6762                      !busiest_rq->active_balance))
6763                 goto out_unlock;
6764
6765         /* Is there any task to move? */
6766         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
6767                 goto out_unlock;
6768
6769         /*
6770          * This condition is "impossible", if it occurs
6771          * we need to fix it. Originally reported by
6772          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
6773          */
6774         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
6775
6776         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
6777         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
6778
6779         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
6780         rcu_read_lock();
6781         for_each_domain(target_cpu, sd) {
6782                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
6783                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
6784                                 break;
6785         }
6786
6787         if (likely(sd)) {
6788                 struct lb_env env = {
6789                         .sd             = sd,
6790                         .dst_cpu        = target_cpu,
6791                         .dst_rq         = target_rq,
6792                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
6793                         .src_rq         = busiest_rq,
6794                         .idle           = CPU_IDLE,
6795                 };
6796
6797                 schedstat_inc(sd, alb_count);
6798
6799                 if (move_one_task(&env))
6800                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
6801                 else
6802                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
6803         }
6804         rcu_read_unlock();
6805         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
6806 out_unlock:
6807         busiest_rq->active_balance = 0;
6808         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
6809         return 0;
6810 }
6811
6812 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
6813 {
6814         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
6815 }
6816
6817 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6818 /*
6819  * idle load balancing details
6820  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
6821  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
6822  *   load balancing for all the idle CPUs.
6823  */
6824 static struct {
6825         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6826         atomic_t nr_cpus;
6827         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6828 } nohz ____cacheline_aligned;
6829
6830 static inline int find_new_ilb(void)
6831 {
6832         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
6833
6834         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
6835                 return ilb;
6836
6837         return nr_cpu_ids;
6838 }
6839
6840 /*
6841  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
6842  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
6843  * CPU (if there is one).
6844  */
6845 static void nohz_balancer_kick(void)
6846 {
6847         int ilb_cpu;
6848
6849         nohz.next_balance++;
6850
6851         ilb_cpu = find_new_ilb();
6852
6853         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
6854                 return;
6855
6856         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
6857                 return;
6858         /*
6859          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
6860          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
6861          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
6862          * will be run before returning from the IPI.
6863          */
6864         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
6865         return;
6866 }
6867
6868 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
6869 {
6870         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
6871                 /*
6872                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
6873                  */
6874                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
6875                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6876                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
6877                 }
6878                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6879         }
6880 }
6881
6882 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
6883 {
6884         struct sched_domain *sd;
6885         int cpu = smp_processor_id();
6886
6887         rcu_read_lock();
6888         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
6889
6890         if (!sd || !sd->nohz_idle)
6891                 goto unlock;
6892         sd->nohz_idle = 0;
6893
6894         atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6895 unlock:
6896         rcu_read_unlock();
6897 }
6898
6899 void set_cpu_sd_state_idle(void)
6900 {
6901         struct sched_domain *sd;
6902         int cpu = smp_processor_id();
6903
6904         rcu_read_lock();
6905         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
6906
6907         if (!sd || sd->nohz_idle)
6908                 goto unlock;
6909         sd->nohz_idle = 1;
6910
6911         atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6912 unlock:
6913         rcu_read_unlock();
6914 }
6915
6916 /*
6917  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
6918  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
6919  */
6920 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
6921 {
6922         /*
6923          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
6924          */
6925         if (!cpu_active(cpu))
6926                 return;
6927
6928         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
6929                 return;
6930
6931         /*
6932          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
6933          */
6934         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
6935                 return;
6936
6937         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6938         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
6939         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6940 }
6941
6942 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
6943                                         unsigned long action, void *hcpu)
6944 {
6945         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6946         case CPU_DYING:
6947                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
6948                 return NOTIFY_OK;
6949         default:
6950                 return NOTIFY_DONE;
6951         }
6952 }
6953 #endif
6954
6955 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
6956
6957 /*
6958  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
6959  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
6960  */
6961 void update_max_interval(void)
6962 {
6963         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
6964 }
6965
6966 /*
6967  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
6968  * and initiates a balancing operation if so.
6969  *
6970  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
6971  */
6972 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
6973 {
6974         int continue_balancing = 1;
6975         int cpu = rq->cpu;
6976         unsigned long interval;
6977         struct sched_domain *sd;
6978         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
6979         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
6980         int update_next_balance = 0;
6981         int need_serialize, need_decay = 0;
6982         u64 max_cost = 0;
6983
6984         update_blocked_averages(cpu);
6985
6986         rcu_read_lock();
6987         for_each_domain(cpu, sd) {
6988                 /*
6989                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
6990                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
6991                  */
6992                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
6993                         sd->max_newidle_lb_cost =
6994                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
6995                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
6996                         need_decay = 1;
6997                 }
6998                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
6999
7000                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7001                         continue;
7002
7003                 /*
7004                  * Stop the load balance at this level. There is another
7005                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
7006                  * actively.
7007                  */
7008                 if (!continue_balancing) {
7009                         if (need_decay)
7010                                 continue;
7011                         break;
7012                 }
7013
7014                 interval = sd->balance_interval;
7015                 if (idle != CPU_IDLE)
7016                         interval *= sd->busy_factor;
7017
7018                 /* scale ms to jiffies */
7019                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
7020                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7021
7022                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
7023
7024                 if (need_serialize) {
7025                         if (!spin_trylock(&balancing))
7026                                 goto out;
7027                 }
7028
7029                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
7030                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
7031                                 /*
7032                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
7033                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
7034                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
7035                                  */
7036                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7037                         }
7038                         sd->last_balance = jiffies;
7039                 }
7040                 if (need_serialize)
7041                         spin_unlock(&balancing);
7042 out:
7043                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
7044                         next_balance = sd->last_balance + interval;
7045                         update_next_balance = 1;
7046                 }
7047         }
7048         if (need_decay) {
7049                 /*
7050                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
7051                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
7052                  */
7053                 rq->max_idle_balance_cost =
7054                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
7055         }
7056         rcu_read_unlock();
7057
7058         /*
7059          * next_balance will be updated only when there is a need.
7060          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
7061          * updated.
7062          */
7063         if (likely(update_next_balance))
7064                 rq->next_balance = next_balance;
7065 }
7066
7067 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7068 /*
7069  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
7070  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
7071  */
7072 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
7073 {
7074         int this_cpu = this_rq->cpu;
7075         struct rq *rq;
7076         int balance_cpu;
7077
7078         if (idle != CPU_IDLE ||
7079             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
7080                 goto end;
7081
7082         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
7083                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
7084                         continue;
7085
7086                 /*
7087                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
7088                  * work being done for other cpus. Next load
7089                  * balancing owner will pick it up.
7090                  */
7091                 if (need_resched())
7092                         break;
7093
7094                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
7095
7096                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7097                 update_rq_clock(rq);
7098                 update_idle_cpu_load(rq);
7099                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7100
7101                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
7102
7103                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
7104                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
7105         }
7106         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
7107 end:
7108         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
7109 }
7110
7111 /*
7112  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
7113  * of an idle cpu is the system.
7114  *   - This rq has more than one task.
7115  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
7116  *     busy cpu's exceeding the group's power.
7117  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
7118  *     domain span are idle.
7119  */
7120 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq)
7121 {
7122         unsigned long now = jiffies;
7123         struct sched_domain *sd;
7124         struct sched_group_power *sgp;
7125         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
7126
7127         if (unlikely(rq->idle_balance))
7128                 return 0;
7129
7130        /*
7131         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
7132         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
7133         */
7134         set_cpu_sd_state_busy();
7135         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7136
7137         /*
7138          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
7139          * balancing.
7140          */
7141         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
7142                 return 0;
7143
7144         if (time_before(now, nohz.next_balance))
7145                 return 0;
7146
7147         if (rq->nr_running >= 2)
7148                 goto need_kick;
7149
7150         rcu_read_lock();
7151         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7152
7153         if (sd) {
7154                 sgp = sd->groups->sgp;
7155                 nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
7156
7157                 if (nr_busy > 1)
7158                         goto need_kick_unlock;
7159         }
7160
7161         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
7162
7163         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
7164                                   sched_domain_span(sd)) < cpu))
7165                 goto need_kick_unlock;
7166
7167         rcu_read_unlock();
7168         return 0;
7169
7170 need_kick_unlock:
7171         rcu_read_unlock();
7172 need_kick:
7173         return 1;
7174 }
7175 #else
7176 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
7177 #endif
7178
7179 /*
7180  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
7181  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
7182  */
7183 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
7184 {
7185         struct rq *this_rq = this_rq();
7186         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
7187                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7188
7189         rebalance_domains(this_rq, idle);
7190
7191         /*
7192          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
7193          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
7194          * stopped.
7195          */
7196         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
7197 }
7198
7199 /*
7200  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
7201  */
7202 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
7203 {
7204         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
7205         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
7206                 return;
7207
7208         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
7209                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
7210 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7211         if (nohz_kick_needed(rq))
7212                 nohz_balancer_kick();
7213 #endif
7214 }
7215
7216 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
7217 {
7218         update_sysctl();
7219 }
7220
7221 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
7222 {
7223         update_sysctl();
7224
7225         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
7226         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
7227 }
7228
7229 #endif /* CONFIG_SMP */
7230
7231 /*
7232  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
7233  */
7234 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
7235 {
7236         struct cfs_rq *cfs_rq;
7237         struct sched_entity *se = &curr->se;
7238
7239         for_each_sched_entity(se) {
7240                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7241                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
7242         }
7243
7244         if (numabalancing_enabled)
7245                 task_tick_numa(rq, curr);
7246
7247         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
7248 }
7249
7250 /*
7251  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
7252  *  - child not yet on the tasklist
7253  *  - preemption disabled
7254  */
7255 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
7256 {
7257         struct cfs_rq *cfs_rq;
7258         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
7259         int this_cpu = smp_processor_id();
7260         struct rq *rq = this_rq();
7261         unsigned long flags;
7262
7263         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7264
7265         update_rq_clock(rq);
7266
7267         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
7268         curr = cfs_rq->curr;
7269
7270         /*
7271          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
7272          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
7273          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
7274          * of child point to valid ones.
7275          */
7276         rcu_read_lock();
7277         __set_task_cpu(p, this_cpu);
7278         rcu_read_unlock();
7279
7280         update_curr(cfs_rq);
7281
7282         if (curr)
7283                 se->vruntime = curr->vruntime;
7284         place_entity(cfs_rq, se, 1);
7285
7286         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
7287                 /*
7288                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
7289                  * 'current' within the tree based on its new key value.
7290                  */
7291                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
7292                 resched_task(rq->curr);
7293         }
7294
7295         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7296
7297         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7298 }
7299
7300 /*
7301  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
7302  * the current task.
7303  */
7304 static void
7305 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
7306 {
7307         if (!p->se.on_rq)
7308                 return;
7309
7310         /*
7311          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
7312          * our priority decreased, or if we are not currently running on
7313          * this runqueue and our priority is higher than the current's
7314          */
7315         if (rq->curr == p) {
7316                 if (p->prio > oldprio)
7317                         resched_task(rq->curr);
7318         } else
7319                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7320 }
7321
7322 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7323 {
7324         struct sched_entity *se = &p->se;
7325         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7326
7327         /*
7328          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when it's
7329          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
7330          * do the right thing.
7331          *
7332          * If it's on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
7333          * have normalized the vruntime, if it's !on_rq, then only when
7334          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
7335          */
7336         if (!p->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
7337                 /*
7338                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
7339                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
7340                  */
7341                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
7342                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7343         }
7344
7345 #ifdef CONFIG_SMP
7346         /*
7347         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
7348         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
7349         * switch back.
7350         */
7351         if (se->avg.decay_count) {
7352                 __synchronize_entity_decay(se);
7353                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
7354         }
7355 #endif
7356 }
7357
7358 /*
7359  * We switched to the sched_fair class.
7360  */
7361 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7362 {
7363         struct sched_entity *se = &p->se;
7364 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7365         /*
7366          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
7367          * class maintain depth value), reset depth properly.
7368          */
7369         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7370 #endif
7371         if (!se->on_rq)
7372                 return;
7373
7374         /*
7375          * We were most likely switched from sched_rt, so
7376          * kick off the schedule if running, otherwise just see
7377          * if we can still preempt the current task.
7378          */
7379         if (rq->curr == p)
7380                 resched_task(rq->curr);
7381         else
7382                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7383 }
7384
7385 /* Account for a task changing its policy or group.
7386  *
7387  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
7388  * migrates between groups/classes.
7389  */
7390 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
7391 {
7392         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
7393
7394         for_each_sched_entity(se) {
7395                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7396
7397                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7398                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
7399                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
7400         }
7401 }
7402
7403 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7404 {
7405         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7406         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7407 #ifndef CONFIG_64BIT
7408         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7409 #endif
7410 #ifdef CONFIG_SMP
7411         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
7412         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
7413 #endif
7414 }
7415
7416 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7417 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
7418 {
7419         struct sched_entity *se = &p->se;
7420         struct cfs_rq *cfs_rq;
7421
7422         /*
7423          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7424          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7425          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7426          * bonus in place_entity()).
7427          *
7428          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7429          * ->vruntime to a relative base.
7430          *
7431          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7432          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7433          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7434          */
7435         /*
7436          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7437          * But there are some cases where it has already been normalized:
7438          *
7439          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7440          *   wake_up_new_task().
7441          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7442          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7443          *
7444          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7445          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7446          */
7447         if (!on_rq && (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7448                 on_rq = 1;
7449
7450         if (!on_rq)
7451                 se->vruntime -= cfs_rq_of(se)->min_vruntime;
7452         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7453         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7454         if (!on_rq) {
7455                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7456                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7457 #ifdef CONFIG_SMP
7458                 /*
7459                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
7460                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
7461                  * decay.
7462                  */
7463                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
7464                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
7465 #endif
7466         }
7467 }
7468
7469 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
7470 {
7471         int i;
7472
7473         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7474
7475         for_each_possible_cpu(i) {
7476                 if (tg->cfs_rq)
7477                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
7478                 if (tg->se)
7479                         kfree(tg->se[i]);
7480         }
7481
7482         kfree(tg->cfs_rq);
7483         kfree(tg->se);
7484 }
7485
7486 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7487 {
7488         struct cfs_rq *cfs_rq;
7489         struct sched_entity *se;
7490         int i;
7491
7492         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7493         if (!tg->cfs_rq)
7494                 goto err;
7495         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7496         if (!tg->se)
7497                 goto err;
7498
7499         tg->shares = NICE_0_LOAD;
7500
7501         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7502
7503         for_each_possible_cpu(i) {
7504                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
7505                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7506                 if (!cfs_rq)
7507                         goto err;
7508
7509                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
7510                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7511                 if (!se)
7512                         goto err_free_rq;
7513
7514                 init_cfs_rq(cfs_rq);
7515                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
7516         }
7517
7518         return 1;
7519
7520 err_free_rq:
7521         kfree(cfs_rq);
7522 err:
7523         return 0;
7524 }
7525
7526 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
7527 {
7528         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7529         unsigned long flags;
7530
7531         /*
7532         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
7533         * check on_list without danger of it being re-added.
7534         */
7535         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
7536                 return;
7537
7538         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7539         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
7540         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7541 }
7542
7543 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
7544                         struct sched_entity *se, int cpu,
7545                         struct sched_entity *parent)
7546 {
7547         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7548
7549         cfs_rq->tg = tg;
7550         cfs_rq->rq = rq;
7551         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
7552
7553         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
7554         tg->se[cpu] = se;
7555
7556         /* se could be NULL for root_task_group */
7557         if (!se)
7558                 return;
7559
7560         if (!parent) {
7561                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
7562                 se->depth = 0;
7563         } else {
7564                 se->cfs_rq = parent->my_q;
7565                 se->depth = parent->depth + 1;
7566         }
7567
7568         se->my_q = cfs_rq;
7569         /* guarantee group entities always have weight */
7570         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
7571         se->parent = parent;
7572 }
7573
7574 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
7575
7576 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
7577 {
7578         int i;
7579         unsigned long flags;
7580
7581         /*
7582          * We can't change the weight of the root cgroup.
7583          */
7584         if (!tg->se[0])
7585                 return -EINVAL;
7586
7587         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
7588
7589         mutex_lock(&shares_mutex);
7590         if (tg->shares == shares)
7591                 goto done;
7592
7593         tg->shares = shares;
7594         for_each_possible_cpu(i) {
7595                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7596                 struct sched_entity *se;
7597
7598                 se = tg->se[i];
7599                 /* Propagate contribution to hierarchy */
7600                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7601
7602                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
7603                 update_rq_clock(rq);
7604                 for_each_sched_entity(se)
7605                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
7606                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7607         }
7608
7609 done:
7610         mutex_unlock(&shares_mutex);
7611         return 0;
7612 }
7613 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7614
7615 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
7616
7617 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7618 {
7619         return 1;
7620 }
7621
7622 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
7623
7624 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7625
7626
7627 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
7628 {
7629         struct sched_entity *se = &task->se;
7630         unsigned int rr_interval = 0;
7631
7632         /*
7633          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
7634          * idle runqueue:
7635          */
7636         if (rq->cfs.load.weight)
7637                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
7638
7639         return rr_interval;
7640 }
7641
7642 /*
7643  * All the scheduling class methods:
7644  */
7645 const struct sched_class fair_sched_class = {
7646         .next                   = &idle_sched_class,
7647         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
7648         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
7649         .yield_task             = yield_task_fair,
7650         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
7651
7652         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
7653
7654         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
7655         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
7656
7657 #ifdef CONFIG_SMP
7658         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
7659         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
7660
7661         .rq_online              = rq_online_fair,
7662         .rq_offline             = rq_offline_fair,
7663
7664         .task_waking            = task_waking_fair,
7665 #endif
7666
7667         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
7668         .task_tick              = task_tick_fair,
7669         .task_fork              = task_fork_fair,
7670
7671         .prio_changed           = prio_changed_fair,
7672         .switched_from          = switched_from_fair,
7673         .switched_to            = switched_to_fair,
7674
7675         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
7676
7677 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7678         .task_move_group        = task_move_group_fair,
7679 #endif
7680 };
7681
7682 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7683 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
7684 {
7685         struct cfs_rq *cfs_rq;
7686
7687         rcu_read_lock();
7688         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
7689                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
7690         rcu_read_unlock();
7691 }
7692 #endif
7693
7694 __init void init_sched_fair_class(void)
7695 {
7696 #ifdef CONFIG_SMP
7697         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
7698
7699 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7700         nohz.next_balance = jiffies;
7701         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
7702         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
7703 #endif
7704 #endif /* SMP */
7705
7706 }