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