]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/sched/fair.c
sched: Validate assumptions in sched_init_numa()
[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
30 #include <trace/events/sched.h>
31
32 #include "sched.h"
33
34 /*
35  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
36  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
37  *
38  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
39  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
40  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
41  * based scheduling concepts.
42  *
43  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
44  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
45  */
46 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
47 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
48
49 /*
50  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
51  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
52  *
53  * Options are:
54  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
55  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
56  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
57  */
58 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
59         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
60
61 /*
62  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
63  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
64  */
65 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
66 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
67
68 /*
69  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
70  */
71 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
72
73 /*
74  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
75  * parent will (try to) run first.
76  */
77 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
78
79 /*
80  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
81  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
82  *
83  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
84  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
85  * have immediate wakeup/sleep latencies.
86  */
87 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
88 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
89
90 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
91
92 /*
93  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
94  * distribution.
95  * (default: 10msec)
96  */
97 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
98
99 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
100 /*
101  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
102  * each time a cfs_rq requests quota.
103  *
104  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
105  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
106  * we will always only issue the remaining available time.
107  *
108  * default: 5 msec, units: microseconds
109   */
110 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
111 #endif
112
113 /*
114  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
115  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
116  * to users decreases. But the relationship is not linear,
117  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
118  * number of CPUs.
119  *
120  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
121  */
122 static int get_update_sysctl_factor(void)
123 {
124         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
125         unsigned int factor;
126
127         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
128         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
129                 factor = 1;
130                 break;
131         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
132                 factor = cpus;
133                 break;
134         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
135         default:
136                 factor = 1 + ilog2(cpus);
137                 break;
138         }
139
140         return factor;
141 }
142
143 static void update_sysctl(void)
144 {
145         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
146
147 #define SET_SYSCTL(name) \
148         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
149         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
150         SET_SYSCTL(sched_latency);
151         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
152 #undef SET_SYSCTL
153 }
154
155 void sched_init_granularity(void)
156 {
157         update_sysctl();
158 }
159
160 #if BITS_PER_LONG == 32
161 # define WMULT_CONST    (~0UL)
162 #else
163 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
164 #endif
165
166 #define WMULT_SHIFT     32
167
168 /*
169  * Shift right and round:
170  */
171 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
172
173 /*
174  * delta *= weight / lw
175  */
176 static unsigned long
177 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
178                 struct load_weight *lw)
179 {
180         u64 tmp;
181
182         /*
183          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
184          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
185          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
186          */
187         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
188                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
189         else
190                 tmp = (u64)delta_exec;
191
192         if (!lw->inv_weight) {
193                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
194
195                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
196                         lw->inv_weight = 1;
197                 else if (unlikely(!w))
198                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
199                 else
200                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
201         }
202
203         /*
204          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
205          */
206         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
207                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
208                         WMULT_SHIFT/2);
209         else
210                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
211
212         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
213 }
214
215
216 const struct sched_class fair_sched_class;
217
218 /**************************************************************
219  * CFS operations on generic schedulable entities:
220  */
221
222 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
223
224 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
225 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
226 {
227         return cfs_rq->rq;
228 }
229
230 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
231 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
232
233 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
234 {
235 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
236         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
237 #endif
238         return container_of(se, struct task_struct, se);
239 }
240
241 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
242 #define for_each_sched_entity(se) \
243                 for (; se; se = se->parent)
244
245 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
246 {
247         return p->se.cfs_rq;
248 }
249
250 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
251 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
252 {
253         return se->cfs_rq;
254 }
255
256 /* runqueue "owned" by this group */
257 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
258 {
259         return grp->my_q;
260 }
261
262 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
263 {
264         if (!cfs_rq->on_list) {
265                 /*
266                  * Ensure we either appear before our parent (if already
267                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
268                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
269                  * reduces this to two cases.
270                  */
271                 if (cfs_rq->tg->parent &&
272                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
273                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
274                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
275                 } else {
276                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
277                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
278                 }
279
280                 cfs_rq->on_list = 1;
281         }
282 }
283
284 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
285 {
286         if (cfs_rq->on_list) {
287                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
288                 cfs_rq->on_list = 0;
289         }
290 }
291
292 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
293 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
294         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
295
296 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
297 static inline int
298 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
299 {
300         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
301                 return 1;
302
303         return 0;
304 }
305
306 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
307 {
308         return se->parent;
309 }
310
311 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
312 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
313 {
314         int depth = 0;
315
316         for_each_sched_entity(se)
317                 depth++;
318
319         return depth;
320 }
321
322 static void
323 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
324 {
325         int se_depth, pse_depth;
326
327         /*
328          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
329          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
330          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
331          * parent.
332          */
333
334         /* First walk up until both entities are at same depth */
335         se_depth = depth_se(*se);
336         pse_depth = depth_se(*pse);
337
338         while (se_depth > pse_depth) {
339                 se_depth--;
340                 *se = parent_entity(*se);
341         }
342
343         while (pse_depth > se_depth) {
344                 pse_depth--;
345                 *pse = parent_entity(*pse);
346         }
347
348         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
349                 *se = parent_entity(*se);
350                 *pse = parent_entity(*pse);
351         }
352 }
353
354 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
355
356 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
357 {
358         return container_of(se, struct task_struct, se);
359 }
360
361 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
362 {
363         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
364 }
365
366 #define entity_is_task(se)      1
367
368 #define for_each_sched_entity(se) \
369                 for (; se; se = NULL)
370
371 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
372 {
373         return &task_rq(p)->cfs;
374 }
375
376 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
377 {
378         struct task_struct *p = task_of(se);
379         struct rq *rq = task_rq(p);
380
381         return &rq->cfs;
382 }
383
384 /* runqueue "owned" by this group */
385 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
386 {
387         return NULL;
388 }
389
390 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
391 {
392 }
393
394 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
395 {
396 }
397
398 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
399                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
400
401 static inline int
402 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
403 {
404         return 1;
405 }
406
407 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
408 {
409         return NULL;
410 }
411
412 static inline void
413 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
414 {
415 }
416
417 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
418
419 static __always_inline
420 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec);
421
422 /**************************************************************
423  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
424  */
425
426 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
427 {
428         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
429         if (delta > 0)
430                 min_vruntime = vruntime;
431
432         return min_vruntime;
433 }
434
435 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
436 {
437         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
438         if (delta < 0)
439                 min_vruntime = vruntime;
440
441         return min_vruntime;
442 }
443
444 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
445                                 struct sched_entity *b)
446 {
447         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
448 }
449
450 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
451 {
452         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
453
454         if (cfs_rq->curr)
455                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
456
457         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
458                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
459                                                    struct sched_entity,
460                                                    run_node);
461
462                 if (!cfs_rq->curr)
463                         vruntime = se->vruntime;
464                 else
465                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
466         }
467
468         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
469 #ifndef CONFIG_64BIT
470         smp_wmb();
471         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
472 #endif
473 }
474
475 /*
476  * Enqueue an entity into the rb-tree:
477  */
478 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
479 {
480         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
481         struct rb_node *parent = NULL;
482         struct sched_entity *entry;
483         int leftmost = 1;
484
485         /*
486          * Find the right place in the rbtree:
487          */
488         while (*link) {
489                 parent = *link;
490                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
491                 /*
492                  * We dont care about collisions. Nodes with
493                  * the same key stay together.
494                  */
495                 if (entity_before(se, entry)) {
496                         link = &parent->rb_left;
497                 } else {
498                         link = &parent->rb_right;
499                         leftmost = 0;
500                 }
501         }
502
503         /*
504          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
505          * used):
506          */
507         if (leftmost)
508                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
509
510         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
511         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
512 }
513
514 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
515 {
516         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
517                 struct rb_node *next_node;
518
519                 next_node = rb_next(&se->run_node);
520                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
521         }
522
523         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
524 }
525
526 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
527 {
528         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
529
530         if (!left)
531                 return NULL;
532
533         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
534 }
535
536 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
537 {
538         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
539
540         if (!next)
541                 return NULL;
542
543         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
544 }
545
546 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
547 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
548 {
549         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
550
551         if (!last)
552                 return NULL;
553
554         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
555 }
556
557 /**************************************************************
558  * Scheduling class statistics methods:
559  */
560
561 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
562                 void __user *buffer, size_t *lenp,
563                 loff_t *ppos)
564 {
565         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
566         int factor = get_update_sysctl_factor();
567
568         if (ret || !write)
569                 return ret;
570
571         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
572                                         sysctl_sched_min_granularity);
573
574 #define WRT_SYSCTL(name) \
575         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
576         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
577         WRT_SYSCTL(sched_latency);
578         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
579 #undef WRT_SYSCTL
580
581         return 0;
582 }
583 #endif
584
585 /*
586  * delta /= w
587  */
588 static inline unsigned long
589 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
590 {
591         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
592                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
593
594         return delta;
595 }
596
597 /*
598  * The idea is to set a period in which each task runs once.
599  *
600  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
601  * this period because otherwise the slices get too small.
602  *
603  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
604  */
605 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
606 {
607         u64 period = sysctl_sched_latency;
608         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
609
610         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
611                 period = sysctl_sched_min_granularity;
612                 period *= nr_running;
613         }
614
615         return period;
616 }
617
618 /*
619  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
620  * proportional to the weight.
621  *
622  * s = p*P[w/rw]
623  */
624 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
625 {
626         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
627
628         for_each_sched_entity(se) {
629                 struct load_weight *load;
630                 struct load_weight lw;
631
632                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
633                 load = &cfs_rq->load;
634
635                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
636                         lw = cfs_rq->load;
637
638                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
639                         load = &lw;
640                 }
641                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
642         }
643         return slice;
644 }
645
646 /*
647  * We calculate the vruntime slice of a to be inserted task
648  *
649  * vs = s/w
650  */
651 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
652 {
653         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
654 }
655
656 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update);
657 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq);
658
659 /*
660  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
661  * are not in our scheduling class.
662  */
663 static inline void
664 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
665               unsigned long delta_exec)
666 {
667         unsigned long delta_exec_weighted;
668
669         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
670                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
671
672         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
673         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
674         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
675
676         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
677         update_min_vruntime(cfs_rq);
678
679 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
680         cfs_rq->load_unacc_exec_time += delta_exec;
681 #endif
682 }
683
684 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
685 {
686         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
687         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
688         unsigned long delta_exec;
689
690         if (unlikely(!curr))
691                 return;
692
693         /*
694          * Get the amount of time the current task was running
695          * since the last time we changed load (this cannot
696          * overflow on 32 bits):
697          */
698         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
699         if (!delta_exec)
700                 return;
701
702         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
703         curr->exec_start = now;
704
705         if (entity_is_task(curr)) {
706                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
707
708                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
709                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
710                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
711         }
712
713         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
714 }
715
716 static inline void
717 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
718 {
719         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
720 }
721
722 /*
723  * Task is being enqueued - update stats:
724  */
725 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
726 {
727         /*
728          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
729          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
730          */
731         if (se != cfs_rq->curr)
732                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
733 }
734
735 static void
736 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
737 {
738         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
739                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
740         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
741         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
742                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
743 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
744         if (entity_is_task(se)) {
745                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
746                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
747         }
748 #endif
749         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
750 }
751
752 static inline void
753 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
754 {
755         /*
756          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
757          * waiting task:
758          */
759         if (se != cfs_rq->curr)
760                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
761 }
762
763 /*
764  * We are picking a new current task - update its stats:
765  */
766 static inline void
767 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
768 {
769         /*
770          * We are starting a new run period:
771          */
772         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
773 }
774
775 /**************************************************
776  * Scheduling class queueing methods:
777  */
778
779 static void
780 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
781 {
782         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
783         if (!parent_entity(se))
784                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
785 #ifdef CONFIG_SMP
786         if (entity_is_task(se))
787                 list_add(&se->group_node, &rq_of(cfs_rq)->cfs_tasks);
788 #endif
789         cfs_rq->nr_running++;
790 }
791
792 static void
793 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
794 {
795         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
796         if (!parent_entity(se))
797                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
798         if (entity_is_task(se))
799                 list_del_init(&se->group_node);
800         cfs_rq->nr_running--;
801 }
802
803 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
804 /* we need this in update_cfs_load and load-balance functions below */
805 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
806 # ifdef CONFIG_SMP
807 static void update_cfs_rq_load_contribution(struct cfs_rq *cfs_rq,
808                                             int global_update)
809 {
810         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
811         long load_avg;
812
813         load_avg = div64_u64(cfs_rq->load_avg, cfs_rq->load_period+1);
814         load_avg -= cfs_rq->load_contribution;
815
816         if (global_update || abs(load_avg) > cfs_rq->load_contribution / 8) {
817                 atomic_add(load_avg, &tg->load_weight);
818                 cfs_rq->load_contribution += load_avg;
819         }
820 }
821
822 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
823 {
824         u64 period = sysctl_sched_shares_window;
825         u64 now, delta;
826         unsigned long load = cfs_rq->load.weight;
827
828         if (cfs_rq->tg == &root_task_group || throttled_hierarchy(cfs_rq))
829                 return;
830
831         now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
832         delta = now - cfs_rq->load_stamp;
833
834         /* truncate load history at 4 idle periods */
835         if (cfs_rq->load_stamp > cfs_rq->load_last &&
836             now - cfs_rq->load_last > 4 * period) {
837                 cfs_rq->load_period = 0;
838                 cfs_rq->load_avg = 0;
839                 delta = period - 1;
840         }
841
842         cfs_rq->load_stamp = now;
843         cfs_rq->load_unacc_exec_time = 0;
844         cfs_rq->load_period += delta;
845         if (load) {
846                 cfs_rq->load_last = now;
847                 cfs_rq->load_avg += delta * load;
848         }
849
850         /* consider updating load contribution on each fold or truncate */
851         if (global_update || cfs_rq->load_period > period
852             || !cfs_rq->load_period)
853                 update_cfs_rq_load_contribution(cfs_rq, global_update);
854
855         while (cfs_rq->load_period > period) {
856                 /*
857                  * Inline assembly required to prevent the compiler
858                  * optimising this loop into a divmod call.
859                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
860                  */
861                 asm("" : "+rm" (cfs_rq->load_period));
862                 cfs_rq->load_period /= 2;
863                 cfs_rq->load_avg /= 2;
864         }
865
866         if (!cfs_rq->curr && !cfs_rq->nr_running && !cfs_rq->load_avg)
867                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
868 }
869
870 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
871 {
872         long tg_weight;
873
874         /*
875          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
876          * to gain a more accurate current total weight. See
877          * update_cfs_rq_load_contribution().
878          */
879         tg_weight = atomic_read(&tg->load_weight);
880         tg_weight -= cfs_rq->load_contribution;
881         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
882
883         return tg_weight;
884 }
885
886 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
887 {
888         long tg_weight, load, shares;
889
890         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
891         load = cfs_rq->load.weight;
892
893         shares = (tg->shares * load);
894         if (tg_weight)
895                 shares /= tg_weight;
896
897         if (shares < MIN_SHARES)
898                 shares = MIN_SHARES;
899         if (shares > tg->shares)
900                 shares = tg->shares;
901
902         return shares;
903 }
904
905 static void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
906 {
907         if (cfs_rq->load_unacc_exec_time > sysctl_sched_shares_window) {
908                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
909                 update_cfs_shares(cfs_rq);
910         }
911 }
912 # else /* CONFIG_SMP */
913 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
914 {
915 }
916
917 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
918 {
919         return tg->shares;
920 }
921
922 static inline void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
923 {
924 }
925 # endif /* CONFIG_SMP */
926 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
927                             unsigned long weight)
928 {
929         if (se->on_rq) {
930                 /* commit outstanding execution time */
931                 if (cfs_rq->curr == se)
932                         update_curr(cfs_rq);
933                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
934         }
935
936         update_load_set(&se->load, weight);
937
938         if (se->on_rq)
939                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
940 }
941
942 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
943 {
944         struct task_group *tg;
945         struct sched_entity *se;
946         long shares;
947
948         tg = cfs_rq->tg;
949         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
950         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
951                 return;
952 #ifndef CONFIG_SMP
953         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
954                 return;
955 #endif
956         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
957
958         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
959 }
960 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
961 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
962 {
963 }
964
965 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
966 {
967 }
968
969 static inline void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
970 {
971 }
972 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
973
974 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
975 {
976 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
977         struct task_struct *tsk = NULL;
978
979         if (entity_is_task(se))
980                 tsk = task_of(se);
981
982         if (se->statistics.sleep_start) {
983                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
984
985                 if ((s64)delta < 0)
986                         delta = 0;
987
988                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
989                         se->statistics.sleep_max = delta;
990
991                 se->statistics.sleep_start = 0;
992                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
993
994                 if (tsk) {
995                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
996                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
997                 }
998         }
999         if (se->statistics.block_start) {
1000                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
1001
1002                 if ((s64)delta < 0)
1003                         delta = 0;
1004
1005                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
1006                         se->statistics.block_max = delta;
1007
1008                 se->statistics.block_start = 0;
1009                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1010
1011                 if (tsk) {
1012                         if (tsk->in_iowait) {
1013                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
1014                                 se->statistics.iowait_count++;
1015                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
1016                         }
1017
1018                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
1019
1020                         /*
1021                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
1022                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
1023                          * amount of time that the task spent sleeping:
1024                          */
1025                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
1026                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
1027                                                 (void *)get_wchan(tsk),
1028                                                 delta >> 20);
1029                         }
1030                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
1031                 }
1032         }
1033 #endif
1034 }
1035
1036 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1037 {
1038 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1039         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
1040
1041         if (d < 0)
1042                 d = -d;
1043
1044         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
1045                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
1046 #endif
1047 }
1048
1049 static void
1050 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
1051 {
1052         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
1053
1054         /*
1055          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
1056          * however the extra weight of the new task will slow them down a
1057          * little, place the new task so that it fits in the slot that
1058          * stays open at the end.
1059          */
1060         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
1061                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
1062
1063         /* sleeps up to a single latency don't count. */
1064         if (!initial) {
1065                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
1066
1067                 /*
1068                  * Halve their sleep time's effect, to allow
1069                  * for a gentler effect of sleepers:
1070                  */
1071                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
1072                         thresh >>= 1;
1073
1074                 vruntime -= thresh;
1075         }
1076
1077         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
1078         vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
1079
1080         se->vruntime = vruntime;
1081 }
1082
1083 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
1084
1085 static void
1086 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1087 {
1088         /*
1089          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
1090          * through callig update_curr().
1091          */
1092         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
1093                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
1094
1095         /*
1096          * Update run-time statistics of the 'current'.
1097          */
1098         update_curr(cfs_rq);
1099         update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1100         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1101         update_cfs_shares(cfs_rq);
1102
1103         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1104                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
1105                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1106         }
1107
1108         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1109         check_spread(cfs_rq, se);
1110         if (se != cfs_rq->curr)
1111                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1112         se->on_rq = 1;
1113
1114         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
1115                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
1116                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
1117         }
1118 }
1119
1120 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
1121 {
1122         for_each_sched_entity(se) {
1123                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1124                 if (cfs_rq->last == se)
1125                         cfs_rq->last = NULL;
1126                 else
1127                         break;
1128         }
1129 }
1130
1131 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
1132 {
1133         for_each_sched_entity(se) {
1134                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1135                 if (cfs_rq->next == se)
1136                         cfs_rq->next = NULL;
1137                 else
1138                         break;
1139         }
1140 }
1141
1142 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
1143 {
1144         for_each_sched_entity(se) {
1145                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1146                 if (cfs_rq->skip == se)
1147                         cfs_rq->skip = NULL;
1148                 else
1149                         break;
1150         }
1151 }
1152
1153 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1154 {
1155         if (cfs_rq->last == se)
1156                 __clear_buddies_last(se);
1157
1158         if (cfs_rq->next == se)
1159                 __clear_buddies_next(se);
1160
1161         if (cfs_rq->skip == se)
1162                 __clear_buddies_skip(se);
1163 }
1164
1165 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1166
1167 static void
1168 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1169 {
1170         /*
1171          * Update run-time statistics of the 'current'.
1172          */
1173         update_curr(cfs_rq);
1174
1175         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
1176         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
1177 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1178                 if (entity_is_task(se)) {
1179                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
1180
1181                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1182                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1183                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1184                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1185                 }
1186 #endif
1187         }
1188
1189         clear_buddies(cfs_rq, se);
1190
1191         if (se != cfs_rq->curr)
1192                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1193         se->on_rq = 0;
1194         update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1195         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1196
1197         /*
1198          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
1199          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
1200          * movement in our normalized position.
1201          */
1202         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
1203                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1204
1205         /* return excess runtime on last dequeue */
1206         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1207
1208         update_min_vruntime(cfs_rq);
1209         update_cfs_shares(cfs_rq);
1210 }
1211
1212 /*
1213  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1214  */
1215 static void
1216 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
1217 {
1218         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
1219         struct sched_entity *se;
1220         s64 delta;
1221
1222         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
1223         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
1224         if (delta_exec > ideal_runtime) {
1225                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1226                 /*
1227                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
1228                  * re-elected due to buddy favours.
1229                  */
1230                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
1231                 return;
1232         }
1233
1234         /*
1235          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
1236          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
1237          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
1238          */
1239         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
1240                 return;
1241
1242         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1243         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
1244
1245         if (delta < 0)
1246                 return;
1247
1248         if (delta > ideal_runtime)
1249                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1250 }
1251
1252 static void
1253 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1254 {
1255         /* 'current' is not kept within the tree. */
1256         if (se->on_rq) {
1257                 /*
1258                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
1259                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
1260                  * runqueue.
1261                  */
1262                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1263                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1264         }
1265
1266         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
1267         cfs_rq->curr = se;
1268 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1269         /*
1270          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
1271          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
1272          * when there are only lesser-weight tasks around):
1273          */
1274         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
1275                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
1276                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
1277         }
1278 #endif
1279         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
1280 }
1281
1282 static int
1283 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
1284
1285 /*
1286  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
1287  * 1) keep things fair between processes/task groups
1288  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
1289  * 3) pick the "last" process, for cache locality
1290  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
1291  */
1292 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
1293 {
1294         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1295         struct sched_entity *left = se;
1296
1297         /*
1298          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
1299          * be done without getting too unfair.
1300          */
1301         if (cfs_rq->skip == se) {
1302                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
1303                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
1304                         se = second;
1305         }
1306
1307         /*
1308          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
1309          */
1310         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
1311                 se = cfs_rq->last;
1312
1313         /*
1314          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
1315          */
1316         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
1317                 se = cfs_rq->next;
1318
1319         clear_buddies(cfs_rq, se);
1320
1321         return se;
1322 }
1323
1324 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1325
1326 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
1327 {
1328         /*
1329          * If still on the runqueue then deactivate_task()
1330          * was not called and update_curr() has to be done:
1331          */
1332         if (prev->on_rq)
1333                 update_curr(cfs_rq);
1334
1335         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
1336         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1337
1338         check_spread(cfs_rq, prev);
1339         if (prev->on_rq) {
1340                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
1341                 /* Put 'current' back into the tree. */
1342                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
1343         }
1344         cfs_rq->curr = NULL;
1345 }
1346
1347 static void
1348 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
1349 {
1350         /*
1351          * Update run-time statistics of the 'current'.
1352          */
1353         update_curr(cfs_rq);
1354
1355         /*
1356          * Update share accounting for long-running entities.
1357          */
1358         update_entity_shares_tick(cfs_rq);
1359
1360 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1361         /*
1362          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
1363          * validating it and just reschedule.
1364          */
1365         if (queued) {
1366                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1367                 return;
1368         }
1369         /*
1370          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
1371          */
1372         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
1373                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
1374                 return;
1375 #endif
1376
1377         if (cfs_rq->nr_running > 1)
1378                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
1379 }
1380
1381
1382 /**************************************************
1383  * CFS bandwidth control machinery
1384  */
1385
1386 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
1387
1388 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
1389 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
1390
1391 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
1392 {
1393         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
1394 }
1395
1396 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
1397 {
1398         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
1399         if (enabled && !was_enabled)
1400                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
1401         else if (!enabled && was_enabled)
1402                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
1403 }
1404 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
1405 static bool cfs_bandwidth_used(void)
1406 {
1407         return true;
1408 }
1409
1410 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
1411 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
1412
1413 /*
1414  * default period for cfs group bandwidth.
1415  * default: 0.1s, units: nanoseconds
1416  */
1417 static inline u64 default_cfs_period(void)
1418 {
1419         return 100000000ULL;
1420 }
1421
1422 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
1423 {
1424         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
1425 }
1426
1427 /*
1428  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
1429  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
1430  * additional synchronization around rq->lock.
1431  *
1432  * requires cfs_b->lock
1433  */
1434 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1435 {
1436         u64 now;
1437
1438         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1439                 return;
1440
1441         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
1442         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
1443         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
1444 }
1445
1446 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
1447 {
1448         return &tg->cfs_bandwidth;
1449 }
1450
1451 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
1452 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1453 {
1454         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1455         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
1456         u64 amount = 0, min_amount, expires;
1457
1458         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
1459         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
1460
1461         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1462         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1463                 amount = min_amount;
1464         else {
1465                 /*
1466                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
1467                  * period must have elapsed since the last consumption.
1468                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
1469                  * active.
1470                  */
1471                 if (!cfs_b->timer_active) {
1472                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
1473                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
1474                 }
1475
1476                 if (cfs_b->runtime > 0) {
1477                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
1478                         cfs_b->runtime -= amount;
1479                         cfs_b->idle = 0;
1480                 }
1481         }
1482         expires = cfs_b->runtime_expires;
1483         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1484
1485         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
1486         /*
1487          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
1488          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
1489          * issued.
1490          */
1491         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
1492                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
1493
1494         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
1495 }
1496
1497 /*
1498  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
1499  * fact that rq->clock snapshots this value.
1500  */
1501 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1502 {
1503         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1504         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1505
1506         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
1507         if (likely((s64)(rq->clock - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
1508                 return;
1509
1510         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
1511                 return;
1512
1513         /*
1514          * If the local deadline has passed we have to consider the
1515          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
1516          * has not truly expired.
1517          *
1518          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
1519          * whether the global deadline has advanced.
1520          */
1521
1522         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
1523                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
1524                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
1525         } else {
1526                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
1527                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
1528         }
1529 }
1530
1531 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
1532                                      unsigned long delta_exec)
1533 {
1534         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
1535         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
1536         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1537
1538         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
1539                 return;
1540
1541         /*
1542          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
1543          * hierarchy can be throttled
1544          */
1545         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
1546                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1547 }
1548
1549 static __always_inline
1550 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
1551 {
1552         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
1553                 return;
1554
1555         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
1556 }
1557
1558 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
1559 {
1560         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
1561 }
1562
1563 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
1564 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
1565 {
1566         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
1567 }
1568
1569 /*
1570  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
1571  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
1572  * load-balance operations.
1573  */
1574 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
1575                                     int src_cpu, int dest_cpu)
1576 {
1577         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
1578
1579         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
1580         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
1581
1582         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
1583                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
1584 }
1585
1586 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
1587 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
1588 {
1589         struct rq *rq = data;
1590         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1591
1592         cfs_rq->throttle_count--;
1593 #ifdef CONFIG_SMP
1594         if (!cfs_rq->throttle_count) {
1595                 u64 delta = rq->clock_task - cfs_rq->load_stamp;
1596
1597                 /* leaving throttled state, advance shares averaging windows */
1598                 cfs_rq->load_stamp += delta;
1599                 cfs_rq->load_last += delta;
1600
1601                 /* update entity weight now that we are on_rq again */
1602                 update_cfs_shares(cfs_rq);
1603         }
1604 #endif
1605
1606         return 0;
1607 }
1608
1609 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
1610 {
1611         struct rq *rq = data;
1612         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1613
1614         /* group is entering throttled state, record last load */
1615         if (!cfs_rq->throttle_count)
1616                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1617         cfs_rq->throttle_count++;
1618
1619         return 0;
1620 }
1621
1622 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
1623 {
1624         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1625         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1626         struct sched_entity *se;
1627         long task_delta, dequeue = 1;
1628
1629         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1630
1631         /* account load preceding throttle */
1632         rcu_read_lock();
1633         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
1634         rcu_read_unlock();
1635
1636         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
1637         for_each_sched_entity(se) {
1638                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
1639                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
1640                 if (!se->on_rq)
1641                         break;
1642
1643                 if (dequeue)
1644                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
1645                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
1646
1647                 if (qcfs_rq->load.weight)
1648                         dequeue = 0;
1649         }
1650
1651         if (!se)
1652                 rq->nr_running -= task_delta;
1653
1654         cfs_rq->throttled = 1;
1655         cfs_rq->throttled_timestamp = rq->clock;
1656         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1657         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
1658         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1659 }
1660
1661 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
1662 {
1663         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1664         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1665         struct sched_entity *se;
1666         int enqueue = 1;
1667         long task_delta;
1668
1669         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1670
1671         cfs_rq->throttled = 0;
1672         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1673         cfs_b->throttled_time += rq->clock - cfs_rq->throttled_timestamp;
1674         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
1675         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1676         cfs_rq->throttled_timestamp = 0;
1677
1678         update_rq_clock(rq);
1679         /* update hierarchical throttle state */
1680         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
1681
1682         if (!cfs_rq->load.weight)
1683                 return;
1684
1685         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
1686         for_each_sched_entity(se) {
1687                 if (se->on_rq)
1688                         enqueue = 0;
1689
1690                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1691                 if (enqueue)
1692                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
1693                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
1694
1695                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1696                         break;
1697         }
1698
1699         if (!se)
1700                 rq->nr_running += task_delta;
1701
1702         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
1703         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
1704                 resched_task(rq->curr);
1705 }
1706
1707 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
1708                 u64 remaining, u64 expires)
1709 {
1710         struct cfs_rq *cfs_rq;
1711         u64 runtime = remaining;
1712
1713         rcu_read_lock();
1714         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
1715                                 throttled_list) {
1716                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1717
1718                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1719                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1720                         goto next;
1721
1722                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
1723                 if (runtime > remaining)
1724                         runtime = remaining;
1725                 remaining -= runtime;
1726
1727                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
1728                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
1729
1730                 /* we check whether we're throttled above */
1731                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
1732                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
1733
1734 next:
1735                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1736
1737                 if (!remaining)
1738                         break;
1739         }
1740         rcu_read_unlock();
1741
1742         return remaining;
1743 }
1744
1745 /*
1746  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
1747  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
1748  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
1749  * used to track this state.
1750  */
1751 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
1752 {
1753         u64 runtime, runtime_expires;
1754         int idle = 1, throttled;
1755
1756         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1757         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
1758         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1759                 goto out_unlock;
1760
1761         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
1762         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
1763         idle = cfs_b->idle && !throttled;
1764         cfs_b->nr_periods += overrun;
1765
1766         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
1767         if (idle)
1768                 goto out_unlock;
1769
1770         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
1771
1772         if (!throttled) {
1773                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
1774                 cfs_b->idle = 1;
1775                 goto out_unlock;
1776         }
1777
1778         /* account preceding periods in which throttling occurred */
1779         cfs_b->nr_throttled += overrun;
1780
1781         /*
1782          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
1783          * to unthrottle them before making it generally available.  This
1784          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
1785          * allowed to run.
1786          */
1787         runtime = cfs_b->runtime;
1788         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
1789         cfs_b->runtime = 0;
1790
1791         /*
1792          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
1793          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
1794          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
1795          */
1796         while (throttled && runtime > 0) {
1797                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1798                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
1799                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
1800                                                  runtime_expires);
1801                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1802
1803                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
1804         }
1805
1806         /* return (any) remaining runtime */
1807         cfs_b->runtime = runtime;
1808         /*
1809          * While we are ensured activity in the period following an
1810          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
1811          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
1812          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
1813          */
1814         cfs_b->idle = 0;
1815 out_unlock:
1816         if (idle)
1817                 cfs_b->timer_active = 0;
1818         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1819
1820         return idle;
1821 }
1822
1823 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
1824 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
1825 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
1826 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
1827 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
1828 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
1829
1830 /* are we near the end of the current quota period? */
1831 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
1832 {
1833         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
1834         u64 remaining;
1835
1836         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
1837         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
1838                 return 1;
1839
1840         /* is a quota refresh about to occur? */
1841         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
1842         if (remaining < min_expire)
1843                 return 1;
1844
1845         return 0;
1846 }
1847
1848 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1849 {
1850         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
1851
1852         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
1853         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
1854                 return;
1855
1856         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
1857                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
1858 }
1859
1860 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
1861 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1862 {
1863         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1864         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
1865
1866         if (slack_runtime <= 0)
1867                 return;
1868
1869         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1870         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
1871             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
1872                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
1873
1874                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
1875                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
1876                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
1877                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
1878         }
1879         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1880
1881         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
1882         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
1883 }
1884
1885 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1886 {
1887         if (!cfs_bandwidth_used())
1888                 return;
1889
1890         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
1891                 return;
1892
1893         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1894 }
1895
1896 /*
1897  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
1898  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
1899  */
1900 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1901 {
1902         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
1903         u64 expires;
1904
1905         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
1906         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
1907                 return;
1908
1909         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1910         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
1911                 runtime = cfs_b->runtime;
1912                 cfs_b->runtime = 0;
1913         }
1914         expires = cfs_b->runtime_expires;
1915         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1916
1917         if (!runtime)
1918                 return;
1919
1920         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
1921
1922         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1923         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
1924                 cfs_b->runtime = runtime;
1925         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1926 }
1927
1928 /*
1929  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
1930  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
1931  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
1932  */
1933 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
1934 {
1935         if (!cfs_bandwidth_used())
1936                 return;
1937
1938         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
1939         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
1940                 return;
1941
1942         /* ensure the group is not already throttled */
1943         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1944                 return;
1945
1946         /* update runtime allocation */
1947         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
1948         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
1949                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
1950 }
1951
1952 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
1953 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1954 {
1955         if (!cfs_bandwidth_used())
1956                 return;
1957
1958         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
1959                 return;
1960
1961         /*
1962          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
1963          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
1964          */
1965         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1966                 return;
1967
1968         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
1969 }
1970
1971 static inline u64 default_cfs_period(void);
1972 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun);
1973 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
1974
1975 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
1976 {
1977         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
1978                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
1979         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
1980
1981         return HRTIMER_NORESTART;
1982 }
1983
1984 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
1985 {
1986         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
1987                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
1988         ktime_t now;
1989         int overrun;
1990         int idle = 0;
1991
1992         for (;;) {
1993                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
1994                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
1995
1996                 if (!overrun)
1997                         break;
1998
1999                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
2000         }
2001
2002         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
2003 }
2004
2005 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2006 {
2007         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
2008         cfs_b->runtime = 0;
2009         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
2010         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
2011
2012         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2013         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2014         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
2015         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2016         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
2017 }
2018
2019 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2020 {
2021         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
2022         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
2023 }
2024
2025 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
2026 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2027 {
2028         /*
2029          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
2030          * period or because we're racing with the tear-down path
2031          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
2032          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
2033          */
2034         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
2035                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2036                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
2037                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2038
2039                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2040                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
2041                 if (cfs_b->timer_active)
2042                         return;
2043         }
2044
2045         cfs_b->timer_active = 1;
2046         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
2047 }
2048
2049 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2050 {
2051         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2052         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
2053 }
2054
2055 void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
2056 {
2057         struct cfs_rq *cfs_rq;
2058
2059         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
2060                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2061
2062                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
2063                         continue;
2064
2065                 /*
2066                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
2067                  * there's some valid quota amount
2068                  */
2069                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
2070                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2071                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2072         }
2073 }
2074
2075 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2076 static __always_inline
2077 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec) {}
2078 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2079 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2080 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2081
2082 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2083 {
2084         return 0;
2085 }
2086
2087 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2088 {
2089         return 0;
2090 }
2091
2092 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2093                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2094 {
2095         return 0;
2096 }
2097
2098 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2099
2100 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2101 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2102 #endif
2103
2104 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2105 {
2106         return NULL;
2107 }
2108 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2109 void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
2110
2111 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2112
2113 /**************************************************
2114  * CFS operations on tasks:
2115  */
2116
2117 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2118 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2119 {
2120         struct sched_entity *se = &p->se;
2121         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2122
2123         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
2124
2125         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
2126                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
2127                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
2128                 s64 delta = slice - ran;
2129
2130                 if (delta < 0) {
2131                         if (rq->curr == p)
2132                                 resched_task(p);
2133                         return;
2134                 }
2135
2136                 /*
2137                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
2138                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
2139                  */
2140                 if (rq->curr != p)
2141                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
2142
2143                 hrtick_start(rq, delta);
2144         }
2145 }
2146
2147 /*
2148  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
2149  * current task is from our class and nr_running is low enough
2150  * to matter.
2151  */
2152 static void hrtick_update(struct rq *rq)
2153 {
2154         struct task_struct *curr = rq->curr;
2155
2156         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
2157                 return;
2158
2159         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
2160                 hrtick_start_fair(rq, curr);
2161 }
2162 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
2163 static inline void
2164 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2165 {
2166 }
2167
2168 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
2169 {
2170 }
2171 #endif
2172
2173 /*
2174  * The enqueue_task method is called before nr_running is
2175  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
2176  * then put the task into the rbtree:
2177  */
2178 static void
2179 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2180 {
2181         struct cfs_rq *cfs_rq;
2182         struct sched_entity *se = &p->se;
2183
2184         for_each_sched_entity(se) {
2185                 if (se->on_rq)
2186                         break;
2187                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2188                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
2189
2190                 /*
2191                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2192                  *
2193                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2194                  * post the final h_nr_running increment below.
2195                 */
2196                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2197                         break;
2198                 cfs_rq->h_nr_running++;
2199
2200                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
2201         }
2202
2203         for_each_sched_entity(se) {
2204                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2205                 cfs_rq->h_nr_running++;
2206
2207                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2208                         break;
2209
2210                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
2211                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2212         }
2213
2214         if (!se)
2215                 inc_nr_running(rq);
2216         hrtick_update(rq);
2217 }
2218
2219 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
2220
2221 /*
2222  * The dequeue_task method is called before nr_running is
2223  * decreased. We remove the task from the rbtree and
2224  * update the fair scheduling stats:
2225  */
2226 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2227 {
2228         struct cfs_rq *cfs_rq;
2229         struct sched_entity *se = &p->se;
2230         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
2231
2232         for_each_sched_entity(se) {
2233                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2234                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
2235
2236                 /*
2237                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2238                  *
2239                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2240                  * post the final h_nr_running decrement below.
2241                 */
2242                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2243                         break;
2244                 cfs_rq->h_nr_running--;
2245
2246                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
2247                 if (cfs_rq->load.weight) {
2248                         /*
2249                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
2250                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
2251                          */
2252                         if (task_sleep && parent_entity(se))
2253                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
2254
2255                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
2256                         se = parent_entity(se);
2257                         break;
2258                 }
2259                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
2260         }
2261
2262         for_each_sched_entity(se) {
2263                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2264                 cfs_rq->h_nr_running--;
2265
2266                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2267                         break;
2268
2269                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
2270                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2271         }
2272
2273         if (!se)
2274                 dec_nr_running(rq);
2275         hrtick_update(rq);
2276 }
2277
2278 #ifdef CONFIG_SMP
2279 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
2280 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
2281 {
2282         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
2283 }
2284
2285 /*
2286  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2287  * according to the scheduling class and "nice" value.
2288  *
2289  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2290  * balance conservatively.
2291  */
2292 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2293 {
2294         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2295         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2296
2297         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2298                 return total;
2299
2300         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2305  * according to the scheduling class and "nice" value.
2306  */
2307 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2308 {
2309         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2310         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2311
2312         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2313                 return total;
2314
2315         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2316 }
2317
2318 static unsigned long power_of(int cpu)
2319 {
2320         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
2321 }
2322
2323 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
2324 {
2325         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2326         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
2327
2328         if (nr_running)
2329                 return rq->load.weight / nr_running;
2330
2331         return 0;
2332 }
2333
2334
2335 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
2336 {
2337         struct sched_entity *se = &p->se;
2338         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2339         u64 min_vruntime;
2340
2341 #ifndef CONFIG_64BIT
2342         u64 min_vruntime_copy;
2343
2344         do {
2345                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
2346                 smp_rmb();
2347                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2348         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
2349 #else
2350         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2351 #endif
2352
2353         se->vruntime -= min_vruntime;
2354 }
2355
2356 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2357 /*
2358  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
2359  *
2360  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
2361  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
2362  * can calculate the shift in shares.
2363  *
2364  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
2365  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
2366  * total group weight.
2367  *
2368  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
2369  * distribution (s_i) using:
2370  *
2371  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
2372  *
2373  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
2374  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
2375  * shares distribution (s_i):
2376  *
2377  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
2378  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
2379  *
2380  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
2381  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
2382  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
2383  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
2384  *
2385  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
2386  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
2387  *
2388  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
2389  *
2390  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
2391  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
2392  * weight and shares distributions like:
2393  *
2394  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
2395  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
2396  *
2397  * We can then compute the difference in effective weight by using:
2398  *
2399  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
2400  *
2401  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
2402  *
2403  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
2404  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
2405  * 4/7) times the weight of the group.
2406  */
2407 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
2408 {
2409         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
2410
2411         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
2412                 return wl;
2413
2414         for_each_sched_entity(se) {
2415                 long w, W;
2416
2417                 tg = se->my_q->tg;
2418
2419                 /*
2420                  * W = @wg + \Sum rw_j
2421                  */
2422                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
2423
2424                 /*
2425                  * w = rw_i + @wl
2426                  */
2427                 w = se->my_q->load.weight + wl;
2428
2429                 /*
2430                  * wl = S * s'_i; see (2)
2431                  */
2432                 if (W > 0 && w < W)
2433                         wl = (w * tg->shares) / W;
2434                 else
2435                         wl = tg->shares;
2436
2437                 /*
2438                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
2439                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
2440                  * calc_cfs_shares().
2441                  */
2442                 if (wl < MIN_SHARES)
2443                         wl = MIN_SHARES;
2444
2445                 /*
2446                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
2447                  */
2448                 wl -= se->load.weight;
2449
2450                 /*
2451                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
2452                  * the final effective load change on the root group. Since
2453                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
2454                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
2455                  * resulting from this level per the above.
2456                  */
2457                 wg = 0;
2458         }
2459
2460         return wl;
2461 }
2462 #else
2463
2464 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
2465                 unsigned long wl, unsigned long wg)
2466 {
2467         return wl;
2468 }
2469
2470 #endif
2471
2472 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
2473 {
2474         s64 this_load, load;
2475         int idx, this_cpu, prev_cpu;
2476         unsigned long tl_per_task;
2477         struct task_group *tg;
2478         unsigned long weight;
2479         int balanced;
2480
2481         idx       = sd->wake_idx;
2482         this_cpu  = smp_processor_id();
2483         prev_cpu  = task_cpu(p);
2484         load      = source_load(prev_cpu, idx);
2485         this_load = target_load(this_cpu, idx);
2486
2487         /*
2488          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
2489          * effect of the currently running task from the load
2490          * of the current CPU:
2491          */
2492         if (sync) {
2493                 tg = task_group(current);
2494                 weight = current->se.load.weight;
2495
2496                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
2497                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
2498         }
2499
2500         tg = task_group(p);
2501         weight = p->se.load.weight;
2502
2503         /*
2504          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
2505          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
2506          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
2507          * about that, so that's good too.
2508          *
2509          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
2510          * task to be woken on this_cpu.
2511          */
2512         if (this_load > 0) {
2513                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
2514
2515                 this_eff_load = 100;
2516                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
2517                 this_eff_load *= this_load +
2518                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
2519
2520                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2521                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
2522                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
2523
2524                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
2525         } else
2526                 balanced = true;
2527
2528         /*
2529          * If the currently running task will sleep within
2530          * a reasonable amount of time then attract this newly
2531          * woken task:
2532          */
2533         if (sync && balanced)
2534                 return 1;
2535
2536         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
2537         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2538
2539         if (balanced ||
2540             (this_load <= load &&
2541              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
2542                 /*
2543                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
2544                  * p is cache cold in this domain, and
2545                  * there is no bad imbalance.
2546                  */
2547                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
2548                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
2549
2550                 return 1;
2551         }
2552         return 0;
2553 }
2554
2555 /*
2556  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2557  * domain.
2558  */
2559 static struct sched_group *
2560 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
2561                   int this_cpu, int load_idx)
2562 {
2563         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
2564         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2565         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2566
2567         do {
2568                 unsigned long load, avg_load;
2569                 int local_group;
2570                 int i;
2571
2572                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2573                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2574                                         tsk_cpus_allowed(p)))
2575                         continue;
2576
2577                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2578                                                sched_group_cpus(group));
2579
2580                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2581                 avg_load = 0;
2582
2583                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2584                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2585                         if (local_group)
2586                                 load = source_load(i, load_idx);
2587                         else
2588                                 load = target_load(i, load_idx);
2589
2590                         avg_load += load;
2591                 }
2592
2593                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2594                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
2595
2596                 if (local_group) {
2597                         this_load = avg_load;
2598                 } else if (avg_load < min_load) {
2599                         min_load = avg_load;
2600                         idlest = group;
2601                 }
2602         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2603
2604         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2605                 return NULL;
2606         return idlest;
2607 }
2608
2609 /*
2610  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2611  */
2612 static int
2613 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
2614 {
2615         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2616         int idlest = -1;
2617         int i;
2618
2619         /* Traverse only the allowed CPUs */
2620         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
2621                 load = weighted_cpuload(i);
2622
2623                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2624                         min_load = load;
2625                         idlest = i;
2626                 }
2627         }
2628
2629         return idlest;
2630 }
2631
2632 /*
2633  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
2634  */
2635 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
2636 {
2637         int cpu = smp_processor_id();
2638         int prev_cpu = task_cpu(p);
2639         struct sched_domain *sd;
2640         struct sched_group *sg;
2641         int i;
2642
2643         /*
2644          * If the task is going to be woken-up on this cpu and if it is
2645          * already idle, then it is the right target.
2646          */
2647         if (target == cpu && idle_cpu(cpu))
2648                 return cpu;
2649
2650         /*
2651          * If the task is going to be woken-up on the cpu where it previously
2652          * ran and if it is currently idle, then it the right target.
2653          */
2654         if (target == prev_cpu && idle_cpu(prev_cpu))
2655                 return prev_cpu;
2656
2657         /*
2658          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
2659          */
2660         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
2661         for_each_lower_domain(sd) {
2662                 sg = sd->groups;
2663                 do {
2664                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
2665                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
2666                                 goto next;
2667
2668                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
2669                                 if (!idle_cpu(i))
2670                                         goto next;
2671                         }
2672
2673                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
2674                                         tsk_cpus_allowed(p));
2675                         goto done;
2676 next:
2677                         sg = sg->next;
2678                 } while (sg != sd->groups);
2679         }
2680 done:
2681         return target;
2682 }
2683
2684 /*
2685  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2686  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2687  * SD_BALANCE_EXEC.
2688  *
2689  * Balance, ie. select the least loaded group.
2690  *
2691  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2692  *
2693  * preempt must be disabled.
2694  */
2695 static int
2696 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
2697 {
2698         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
2699         int cpu = smp_processor_id();
2700         int prev_cpu = task_cpu(p);
2701         int new_cpu = cpu;
2702         int want_affine = 0;
2703         int want_sd = 1;
2704         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
2705
2706         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
2707                 return prev_cpu;
2708
2709         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
2710                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
2711                         want_affine = 1;
2712                 new_cpu = prev_cpu;
2713         }
2714
2715         rcu_read_lock();
2716         for_each_domain(cpu, tmp) {
2717                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
2718                         continue;
2719
2720                 /*
2721                  * If power savings logic is enabled for a domain, see if we
2722                  * are not overloaded, if so, don't balance wider.
2723                  */
2724                 if (tmp->flags & (SD_PREFER_LOCAL)) {
2725                         unsigned long power = 0;
2726                         unsigned long nr_running = 0;
2727                         unsigned long capacity;
2728                         int i;
2729
2730                         for_each_cpu(i, sched_domain_span(tmp)) {
2731                                 power += power_of(i);
2732                                 nr_running += cpu_rq(i)->cfs.nr_running;
2733                         }
2734
2735                         capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE);
2736
2737                         if (nr_running < capacity)
2738                                 want_sd = 0;
2739                 }
2740
2741                 /*
2742                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
2743                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
2744                  */
2745                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
2746                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
2747                         affine_sd = tmp;
2748                         want_affine = 0;
2749                 }
2750
2751                 if (!want_sd && !want_affine)
2752                         break;
2753
2754                 if (!(tmp->flags & sd_flag))
2755                         continue;
2756
2757                 if (want_sd)
2758                         sd = tmp;
2759         }
2760
2761         if (affine_sd) {
2762                 if (cpu == prev_cpu || wake_affine(affine_sd, p, sync))
2763                         prev_cpu = cpu;
2764
2765                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
2766                 goto unlock;
2767         }
2768
2769         while (sd) {
2770                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
2771                 struct sched_group *group;
2772                 int weight;
2773
2774                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
2775                         sd = sd->child;
2776                         continue;
2777                 }
2778
2779                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
2780                         load_idx = sd->wake_idx;
2781
2782                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
2783                 if (!group) {
2784                         sd = sd->child;
2785                         continue;
2786                 }
2787
2788                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
2789                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
2790                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
2791                         sd = sd->child;
2792                         continue;
2793                 }
2794
2795                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
2796                 cpu = new_cpu;
2797                 weight = sd->span_weight;
2798                 sd = NULL;
2799                 for_each_domain(cpu, tmp) {
2800                         if (weight <= tmp->span_weight)
2801                                 break;
2802                         if (tmp->flags & sd_flag)
2803                                 sd = tmp;
2804                 }
2805                 /* while loop will break here if sd == NULL */
2806         }
2807 unlock:
2808         rcu_read_unlock();
2809
2810         return new_cpu;
2811 }
2812 #endif /* CONFIG_SMP */
2813
2814 static unsigned long
2815 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
2816 {
2817         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2818
2819         /*
2820          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
2821          * to virtual-time in his units.
2822          *
2823          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
2824          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
2825          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
2826          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
2827          * be smaller, again penalizing the lighter task.
2828          *
2829          * This is especially important for buddies when the leftmost
2830          * task is higher priority than the buddy.
2831          */
2832         return calc_delta_fair(gran, se);
2833 }
2834
2835 /*
2836  * Should 'se' preempt 'curr'.
2837  *
2838  *             |s1
2839  *        |s2
2840  *   |s3
2841  *         g
2842  *      |<--->|c
2843  *
2844  *  w(c, s1) = -1
2845  *  w(c, s2) =  0
2846  *  w(c, s3) =  1
2847  *
2848  */
2849 static int
2850 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
2851 {
2852         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
2853
2854         if (vdiff <= 0)
2855                 return -1;
2856
2857         gran = wakeup_gran(curr, se);
2858         if (vdiff > gran)
2859                 return 1;
2860
2861         return 0;
2862 }
2863
2864 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
2865 {
2866         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
2867                 return;
2868
2869         for_each_sched_entity(se)
2870                 cfs_rq_of(se)->last = se;
2871 }
2872
2873 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
2874 {
2875         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
2876                 return;
2877
2878         for_each_sched_entity(se)
2879                 cfs_rq_of(se)->next = se;
2880 }
2881
2882 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
2883 {
2884         for_each_sched_entity(se)
2885                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
2886 }
2887
2888 /*
2889  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2890  */
2891 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
2892 {
2893         struct task_struct *curr = rq->curr;
2894         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
2895         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
2896         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
2897         int next_buddy_marked = 0;
2898
2899         if (unlikely(se == pse))
2900                 return;
2901
2902         /*
2903          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
2904          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
2905          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
2906          * next-buddy nomination below.
2907          */
2908         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
2909                 return;
2910
2911         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
2912                 set_next_buddy(pse);
2913                 next_buddy_marked = 1;
2914         }
2915
2916         /*
2917          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
2918          * wake up path.
2919          *
2920          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
2921          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
2922          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
2923          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
2924          * below.
2925          */
2926         if (test_tsk_need_resched(curr))
2927                 return;
2928
2929         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
2930         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
2931             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
2932                 goto preempt;
2933
2934         /*
2935          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
2936          * is driven by the tick):
2937          */
2938         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL))
2939                 return;
2940
2941         find_matching_se(&se, &pse);
2942         update_curr(cfs_rq_of(se));
2943         BUG_ON(!pse);
2944         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
2945                 /*
2946                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
2947                  * triggering this preemption.
2948                  */
2949                 if (!next_buddy_marked)
2950                         set_next_buddy(pse);
2951                 goto preempt;
2952         }
2953
2954         return;
2955
2956 preempt:
2957         resched_task(curr);
2958         /*
2959          * Only set the backward buddy when the current task is still
2960          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
2961          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
2962          * point, either of which can * drop the rq lock.
2963          *
2964          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
2965          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
2966          */
2967         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
2968                 return;
2969
2970         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
2971                 set_last_buddy(se);
2972 }
2973
2974 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
2975 {
2976         struct task_struct *p;
2977         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
2978         struct sched_entity *se;
2979
2980         if (!cfs_rq->nr_running)
2981                 return NULL;
2982
2983         do {
2984                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
2985                 set_next_entity(cfs_rq, se);
2986                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2987         } while (cfs_rq);
2988
2989         p = task_of(se);
2990         if (hrtick_enabled(rq))
2991                 hrtick_start_fair(rq, p);
2992
2993         return p;
2994 }
2995
2996 /*
2997  * Account for a descheduled task:
2998  */
2999 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3000 {
3001         struct sched_entity *se = &prev->se;
3002         struct cfs_rq *cfs_rq;
3003
3004         for_each_sched_entity(se) {
3005                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3006                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
3007         }
3008 }
3009
3010 /*
3011  * sched_yield() is very simple
3012  *
3013  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
3014  */
3015 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
3016 {
3017         struct task_struct *curr = rq->curr;
3018         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3019         struct sched_entity *se = &curr->se;
3020
3021         /*
3022          * Are we the only task in the tree?
3023          */
3024         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
3025                 return;
3026
3027         clear_buddies(cfs_rq, se);
3028
3029         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
3030                 update_rq_clock(rq);
3031                 /*
3032                  * Update run-time statistics of the 'current'.
3033                  */
3034                 update_curr(cfs_rq);
3035                 /*
3036                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
3037                  * so we don't do microscopic update in schedule()
3038                  * and double the fastpath cost.
3039                  */
3040                  rq->skip_clock_update = 1;
3041         }
3042
3043         set_skip_buddy(se);
3044 }
3045
3046 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
3047 {
3048         struct sched_entity *se = &p->se;
3049
3050         /* throttled hierarchies are not runnable */
3051         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
3052                 return false;
3053
3054         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
3055         set_next_buddy(se);
3056
3057         yield_task_fair(rq);
3058
3059         return true;
3060 }
3061
3062 #ifdef CONFIG_SMP
3063 /**************************************************
3064  * Fair scheduling class load-balancing methods:
3065  */
3066
3067 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
3068
3069 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
3070 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
3071
3072 struct lb_env {
3073         struct sched_domain     *sd;
3074
3075         int                     src_cpu;
3076         struct rq               *src_rq;
3077
3078         int                     dst_cpu;
3079         struct rq               *dst_rq;
3080
3081         enum cpu_idle_type      idle;
3082         long                    imbalance;
3083         unsigned int            flags;
3084
3085         unsigned int            loop;
3086         unsigned int            loop_break;
3087         unsigned int            loop_max;
3088 };
3089
3090 /*
3091  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
3092  * Both runqueues must be locked.
3093  */
3094 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3095 {
3096         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
3097         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
3098         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
3099         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
3100 }
3101
3102 /*
3103  * Is this task likely cache-hot:
3104  */
3105 static int
3106 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
3107 {
3108         s64 delta;
3109
3110         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
3111                 return 0;
3112
3113         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
3114                 return 0;
3115
3116         /*
3117          * Buddy candidates are cache hot:
3118          */
3119         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
3120                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
3121                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
3122                 return 1;
3123
3124         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
3125                 return 1;
3126         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
3127                 return 0;
3128
3129         delta = now - p->se.exec_start;
3130
3131         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
3132 }
3133
3134 /*
3135  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3136  */
3137 static
3138 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3139 {
3140         int tsk_cache_hot = 0;
3141         /*
3142          * We do not migrate tasks that are:
3143          * 1) running (obviously), or
3144          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3145          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3146          */
3147         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
3148                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
3149                 return 0;
3150         }
3151         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
3152
3153         if (task_running(env->src_rq, p)) {
3154                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
3155                 return 0;
3156         }
3157
3158         /*
3159          * Aggressive migration if:
3160          * 1) task is cache cold, or
3161          * 2) too many balance attempts have failed.
3162          */
3163
3164         tsk_cache_hot = task_hot(p, env->src_rq->clock_task, env->sd);
3165         if (!tsk_cache_hot ||
3166                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
3167 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3168                 if (tsk_cache_hot) {
3169                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
3170                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
3171                 }
3172 #endif
3173                 return 1;
3174         }
3175
3176         if (tsk_cache_hot) {
3177                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
3178                 return 0;
3179         }
3180         return 1;
3181 }
3182
3183 /*
3184  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3185  * part of active balancing operations within "domain".
3186  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3187  *
3188  * Called with both runqueues locked.
3189  */
3190 static int move_one_task(struct lb_env *env)
3191 {
3192         struct task_struct *p, *n;
3193
3194         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
3195                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_rq->cpu, env->dst_cpu))
3196                         continue;
3197
3198                 if (!can_migrate_task(p, env))
3199                         continue;
3200
3201                 move_task(p, env);
3202                 /*
3203                  * Right now, this is only the second place move_task()
3204                  * is called, so we can safely collect move_task()
3205                  * stats here rather than inside move_task().
3206                  */
3207                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
3208                 return 1;
3209         }
3210         return 0;
3211 }
3212
3213 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
3214
3215 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
3216
3217 /*
3218  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
3219  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3220  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3221  *
3222  * Called with both runqueues locked.
3223  */
3224 static int move_tasks(struct lb_env *env)
3225 {
3226         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
3227         struct task_struct *p;
3228         unsigned long load;
3229         int pulled = 0;
3230
3231         if (env->imbalance <= 0)
3232                 return 0;
3233
3234         while (!list_empty(tasks)) {
3235                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
3236
3237                 env->loop++;
3238                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
3239                 if (env->loop > env->loop_max)
3240                         break;
3241
3242                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
3243                 if (env->loop > env->loop_break) {
3244                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
3245                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
3246                         break;
3247                 }
3248
3249                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
3250                         goto next;
3251
3252                 load = task_h_load(p);
3253
3254                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
3255                         goto next;
3256
3257                 if ((load / 2) > env->imbalance)
3258                         goto next;
3259
3260                 if (!can_migrate_task(p, env))
3261                         goto next;
3262
3263                 move_task(p, env);
3264                 pulled++;
3265                 env->imbalance -= load;
3266
3267 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3268                 /*
3269                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3270                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3271                  * the critical section.
3272                  */
3273                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3274                         break;
3275 #endif
3276
3277                 /*
3278                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
3279                  * weighted load.
3280                  */
3281                 if (env->imbalance <= 0)
3282                         break;
3283
3284                 continue;
3285 next:
3286                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
3287         }
3288
3289         /*
3290          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
3291          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
3292          * inside move_task().
3293          */
3294         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
3295
3296         return pulled;
3297 }
3298
3299 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3300 /*
3301  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
3302  */
3303 static int update_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
3304 {
3305         struct cfs_rq *cfs_rq;
3306         unsigned long flags;
3307         struct rq *rq;
3308
3309         if (!tg->se[cpu])
3310                 return 0;
3311
3312         rq = cpu_rq(cpu);
3313         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
3314
3315         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3316
3317         update_rq_clock(rq);
3318         update_cfs_load(cfs_rq, 1);
3319
3320         /*
3321          * We need to update shares after updating tg->load_weight in
3322          * order to adjust the weight of groups with long running tasks.
3323          */
3324         update_cfs_shares(cfs_rq);
3325
3326         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3327
3328         return 0;
3329 }
3330
3331 static void update_shares(int cpu)
3332 {
3333         struct cfs_rq *cfs_rq;
3334         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3335
3336         rcu_read_lock();
3337         /*
3338          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
3339          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
3340          */
3341         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3342                 /* throttled entities do not contribute to load */
3343                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
3344                         continue;
3345
3346                 update_shares_cpu(cfs_rq->tg, cpu);
3347         }
3348         rcu_read_unlock();
3349 }
3350
3351 /*
3352  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
3353  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
3354  * group is a fraction of its parents load.
3355  */
3356 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
3357 {
3358         unsigned long load;
3359         long cpu = (long)data;
3360
3361         if (!tg->parent) {
3362                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
3363         } else {
3364                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
3365                 load *= tg->se[cpu]->load.weight;
3366                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
3367         }
3368
3369         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
3370
3371         return 0;
3372 }
3373
3374 static void update_h_load(long cpu)
3375 {
3376         rcu_read_lock();
3377         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
3378         rcu_read_unlock();
3379 }
3380
3381 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
3382 {
3383         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
3384         unsigned long load;
3385
3386         load = p->se.load.weight;
3387         load = div_u64(load * cfs_rq->h_load, cfs_rq->load.weight + 1);
3388
3389         return load;
3390 }
3391 #else
3392 static inline void update_shares(int cpu)
3393 {
3394 }
3395
3396 static inline void update_h_load(long cpu)
3397 {
3398 }
3399
3400 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
3401 {
3402         return p->se.load.weight;
3403 }
3404 #endif
3405
3406 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3407 /*
3408  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3409  *              during load balancing.
3410  */
3411 struct sd_lb_stats {
3412         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3413         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3414         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3415         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3416         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3417
3418         /** Statistics of this group */
3419         unsigned long this_load;
3420         unsigned long this_load_per_task;
3421         unsigned long this_nr_running;
3422         unsigned long this_has_capacity;
3423         unsigned int  this_idle_cpus;
3424
3425         /* Statistics of the busiest group */
3426         unsigned int  busiest_idle_cpus;
3427         unsigned long max_load;
3428         unsigned long busiest_load_per_task;
3429         unsigned long busiest_nr_running;
3430         unsigned long busiest_group_capacity;
3431         unsigned long busiest_has_capacity;
3432         unsigned int  busiest_group_weight;
3433
3434         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3435 };
3436
3437 /*
3438  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3439  */
3440 struct sg_lb_stats {
3441         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3442         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3443         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3444         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3445         unsigned long group_capacity;
3446         unsigned long idle_cpus;
3447         unsigned long group_weight;
3448         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3449         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
3450 };
3451
3452 /**
3453  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3454  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3455  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3456  */
3457 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3458                                         enum cpu_idle_type idle)
3459 {
3460         int load_idx;
3461
3462         switch (idle) {
3463         case CPU_NOT_IDLE:
3464                 load_idx = sd->busy_idx;
3465                 break;
3466
3467         case CPU_NEWLY_IDLE:
3468                 load_idx = sd->newidle_idx;
3469                 break;
3470         default:
3471                 load_idx = sd->idle_idx;
3472                 break;
3473         }
3474
3475         return load_idx;
3476 }
3477
3478 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3479 {
3480         return SCHED_POWER_SCALE;
3481 }
3482
3483 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3484 {
3485         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3486 }
3487
3488 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3489 {
3490         unsigned long weight = sd->span_weight;
3491         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3492
3493         smt_gain /= weight;
3494
3495         return smt_gain;
3496 }
3497
3498 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3499 {
3500         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3501 }
3502
3503 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3504 {
3505         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3506         u64 total, available, age_stamp, avg;
3507
3508         /*
3509          * Since we're reading these variables without serialization make sure
3510          * we read them once before doing sanity checks on them.
3511          */
3512         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
3513         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
3514
3515         total = sched_avg_period() + (rq->clock - age_stamp);
3516
3517         if (unlikely(total < avg)) {
3518                 /* Ensures that power won't end up being negative */
3519                 available = 0;
3520         } else {
3521                 available = total - avg;
3522         }
3523
3524         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
3525                 total = SCHED_POWER_SCALE;
3526
3527         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3528
3529         return div_u64(available, total);
3530 }
3531
3532 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3533 {
3534         unsigned long weight = sd->span_weight;
3535         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
3536         struct sched_group *sdg = sd->groups;
3537
3538         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
3539                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
3540                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
3541                 else
3542                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
3543
3544                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3545         }
3546
3547         sdg->sgp->power_orig = power;
3548
3549         if (sched_feat(ARCH_POWER))
3550                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
3551         else
3552                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
3553
3554         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3555
3556         power *= scale_rt_power(cpu);
3557         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3558
3559         if (!power)
3560                 power = 1;
3561
3562         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
3563         sdg->sgp->power = power;
3564 }
3565
3566 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3567 {
3568         struct sched_domain *child = sd->child;
3569         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
3570         unsigned long power;
3571         unsigned long interval;
3572
3573         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
3574         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
3575         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
3576
3577         if (!child) {
3578                 update_cpu_power(sd, cpu);
3579                 return;
3580         }
3581
3582         power = 0;
3583
3584         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
3585                 /*
3586                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
3587                  * span the current group.
3588                  */
3589
3590                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg))
3591                         power += power_of(cpu);
3592         } else  {
3593                 /*
3594                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
3595                  * span the current group.
3596                  */ 
3597
3598                 group = child->groups;
3599                 do {
3600                         power += group->sgp->power;
3601                         group = group->next;
3602                 } while (group != child->groups);
3603         }
3604
3605         sdg->sgp->power_orig = sdg->sgp->power = power;
3606 }
3607
3608 /*
3609  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
3610  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
3611  * which on its own isn't powerful enough.
3612  *
3613  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
3614  */
3615 static inline int
3616 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
3617 {
3618         /*
3619          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
3620          */
3621         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
3622                 return 0;
3623
3624         /*
3625          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
3626          */
3627         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
3628                 return 1;
3629
3630         return 0;
3631 }
3632
3633 /**
3634  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3635  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
3636  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3637  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3638  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3639  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3640  * @balance: Should we balance.
3641  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3642  */
3643 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
3644                         struct sched_group *group, int load_idx,
3645                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3646                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3647 {
3648         unsigned long nr_running, max_nr_running, min_nr_running;
3649         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3650         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3651         unsigned long avg_load_per_task = 0;
3652         int i;
3653
3654         if (local_group)
3655                 balance_cpu = group_balance_cpu(group);
3656
3657         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3658         max_cpu_load = 0;
3659         min_cpu_load = ~0UL;
3660         max_nr_running = 0;
3661         min_nr_running = ~0UL;
3662
3663         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3664                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3665
3666                 nr_running = rq->nr_running;
3667
3668                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3669                 if (local_group) {
3670                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu &&
3671                                         cpumask_test_cpu(i, sched_group_mask(group))) {
3672                                 first_idle_cpu = 1;
3673                                 balance_cpu = i;
3674                         }
3675
3676                         load = target_load(i, load_idx);
3677                 } else {
3678                         load = source_load(i, load_idx);
3679                         if (load > max_cpu_load)
3680                                 max_cpu_load = load;
3681                         if (min_cpu_load > load)
3682                                 min_cpu_load = load;
3683
3684                         if (nr_running > max_nr_running)
3685                                 max_nr_running = nr_running;
3686                         if (min_nr_running > nr_running)
3687                                 min_nr_running = nr_running;
3688                 }
3689
3690                 sgs->group_load += load;
3691                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
3692                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3693                 if (idle_cpu(i))
3694                         sgs->idle_cpus++;
3695         }
3696
3697         /*
3698          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3699          * is eligible for doing load balancing at this and above
3700          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3701          * to do the newly idle load balance.
3702          */
3703         if (local_group) {
3704                 if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
3705                         if (balance_cpu != env->dst_cpu) {
3706                                 *balance = 0;
3707                                 return;
3708                         }
3709                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
3710                 } else if (time_after_eq(jiffies, group->sgp->next_update))
3711                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
3712         }
3713
3714         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3715         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
3716
3717         /*
3718          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3719          * than the average weight of a task.
3720          *
3721          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3722          *      might not be a suitable number - should we keep a
3723          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3724          *      the hierarchy?
3725          */
3726         if (sgs->sum_nr_running)
3727                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
3728
3729         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) >= avg_load_per_task &&
3730             (max_nr_running - min_nr_running) > 1)
3731                 sgs->group_imb = 1;
3732
3733         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->sgp->power,
3734                                                 SCHED_POWER_SCALE);
3735         if (!sgs->group_capacity)
3736                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
3737         sgs->group_weight = group->group_weight;
3738
3739         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
3740                 sgs->group_has_capacity = 1;
3741 }
3742
3743 /**
3744  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
3745  * @sd: sched_domain whose statistics are to be checked
3746  * @sds: sched_domain statistics
3747  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
3748  * @sgs: sched_group statistics
3749  * @this_cpu: the current cpu
3750  *
3751  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
3752  * busiest group.
3753  */
3754 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
3755                                    struct sd_lb_stats *sds,
3756                                    struct sched_group *sg,
3757                                    struct sg_lb_stats *sgs)
3758 {
3759         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
3760                 return false;
3761
3762         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
3763                 return true;
3764
3765         if (sgs->group_imb)
3766                 return true;
3767
3768         /*
3769          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
3770          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
3771          * higher than ourself as busy.
3772          */
3773         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
3774             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
3775                 if (!sds->busiest)
3776                         return true;
3777
3778                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
3779                         return true;
3780         }
3781
3782         return false;
3783 }
3784
3785 /**
3786  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
3787  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3788  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3789  * @idle: Idle status of this_cpu
3790  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3791  * @balance: Should we balance.
3792  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3793  */
3794 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env,
3795                                       const struct cpumask *cpus,
3796                                       int *balance, struct sd_lb_stats *sds)
3797 {
3798         struct sched_domain *child = env->sd->child;
3799         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
3800         struct sg_lb_stats sgs;
3801         int load_idx, prefer_sibling = 0;
3802
3803         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
3804                 prefer_sibling = 1;
3805
3806         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
3807
3808         do {
3809                 int local_group;
3810
3811                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
3812                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3813                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group,
3814                                    cpus, balance, &sgs);
3815
3816                 if (local_group && !(*balance))
3817                         return;
3818
3819                 sds->total_load += sgs.group_load;
3820                 sds->total_pwr += sg->sgp->power;
3821
3822                 /*
3823                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
3824                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
3825                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
3826                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
3827                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
3828                  * extra check prevents the case where you always pull from the
3829                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
3830                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
3831                  */
3832                 if (prefer_sibling && !local_group && sds->this_has_capacity)
3833                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
3834
3835                 if (local_group) {
3836                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3837                         sds->this = sg;
3838                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3839                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3840                         sds->this_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
3841                         sds->this_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
3842                 } else if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, &sgs)) {
3843                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3844                         sds->busiest = sg;
3845                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3846                         sds->busiest_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
3847                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
3848                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3849                         sds->busiest_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
3850                         sds->busiest_group_weight = sgs.group_weight;
3851                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3852                 }
3853
3854                 sg = sg->next;
3855         } while (sg != env->sd->groups);
3856 }
3857
3858 /**
3859  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
3860  *                      sched doman.
3861  *
3862  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
3863  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
3864  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
3865  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
3866  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
3867  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
3868  *
3869  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
3870  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
3871  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
3872  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
3873  * number.
3874  *
3875  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
3876  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
3877  *
3878  * @sd: The sched_domain whose packing is to be checked.
3879  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
3880  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3881  * @imbalance: returns amount of imbalanced due to packing.
3882  */
3883 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
3884 {
3885         int busiest_cpu;
3886
3887         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
3888                 return 0;
3889
3890         if (!sds->busiest)
3891                 return 0;
3892
3893         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
3894         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
3895                 return 0;
3896
3897         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
3898                 sds->max_load * sds->busiest->sgp->power, SCHED_POWER_SCALE);
3899
3900         return 1;
3901 }
3902
3903 /**
3904  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3905  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3906  *                      load balancing.
3907  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3908  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3909  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3910  */
3911 static inline
3912 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
3913 {
3914         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3915         unsigned int imbn = 2;
3916         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
3917
3918         if (sds->this_nr_running) {
3919                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3920                 if (sds->busiest_load_per_task >
3921                                 sds->this_load_per_task)
3922                         imbn = 1;
3923         } else {
3924                 sds->this_load_per_task =
3925                         cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
3926         }
3927
3928         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
3929                                          * SCHED_POWER_SCALE;
3930         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->sgp->power;
3931
3932         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
3933                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
3934                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3935                 return;
3936         }
3937
3938         /*
3939          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3940          * however we may be able to increase total CPU power used by
3941          * moving them.
3942          */
3943
3944         pwr_now += sds->busiest->sgp->power *
3945                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3946         pwr_now += sds->this->sgp->power *
3947                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3948         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
3949
3950         /* Amount of load we'd subtract */
3951         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
3952                 sds->busiest->sgp->power;
3953         if (sds->max_load > tmp)
3954                 pwr_move += sds->busiest->sgp->power *
3955                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3956
3957         /* Amount of load we'd add */
3958         if (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power <
3959                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE)
3960                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power) /
3961                         sds->this->sgp->power;
3962         else
3963                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
3964                         sds->this->sgp->power;
3965         pwr_move += sds->this->sgp->power *
3966                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3967         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
3968
3969         /* Move if we gain throughput */
3970         if (pwr_move > pwr_now)
3971                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3972 }
3973
3974 /**
3975  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3976  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3977  * @env: load balance environment
3978  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3979  */
3980 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
3981 {
3982         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
3983
3984         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
3985         if (sds->group_imb) {
3986                 sds->busiest_load_per_task =
3987                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
3988         }
3989
3990         /*
3991          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3992          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3993          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3994          */
3995         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3996                 env->imbalance = 0;
3997                 return fix_small_imbalance(env, sds);
3998         }
3999
4000         if (!sds->group_imb) {
4001                 /*
4002                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
4003                  */
4004                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
4005                                                 sds->busiest_group_capacity);
4006
4007                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
4008
4009                 load_above_capacity /= sds->busiest->sgp->power;
4010         }
4011
4012         /*
4013          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4014          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4015          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
4016          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
4017          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
4018          * for the minimum possible imbalance.
4019          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
4020          * with unsigned longs.
4021          */
4022         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
4023
4024         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
4025         env->imbalance = min(max_pull * sds->busiest->sgp->power,
4026                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->sgp->power)
4027                         / SCHED_POWER_SCALE;
4028
4029         /*
4030          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
4031          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
4032          * a think about bumping its value to force at least one task to be
4033          * moved
4034          */
4035         if (env->imbalance < sds->busiest_load_per_task)
4036                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4037
4038 }
4039
4040 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
4041
4042 /**
4043  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
4044  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
4045  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
4046  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
4047  * such a group exists.
4048  *
4049  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
4050  * to restore balance.
4051  *
4052  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
4053  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
4054  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
4055  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
4056  * @idle: The idle status of this_cpu.
4057  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
4058  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
4059  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
4060  *
4061  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
4062  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
4063  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
4064  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
4065  */
4066 static struct sched_group *
4067 find_busiest_group(struct lb_env *env, const struct cpumask *cpus, int *balance)
4068 {
4069         struct sd_lb_stats sds;
4070
4071         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
4072
4073         /*
4074          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
4075          * this level.
4076          */
4077         update_sd_lb_stats(env, cpus, balance, &sds);
4078
4079         /*
4080          * this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing at
4081          * this level.
4082          */
4083         if (!(*balance))
4084                 goto ret;
4085
4086         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
4087             check_asym_packing(env, &sds))
4088                 return sds.busiest;
4089
4090         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
4091         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4092                 goto out_balanced;
4093
4094         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4095
4096         /*
4097          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
4098          * work because they assumes all things are equal, which typically
4099          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
4100          */
4101         if (sds.group_imb)
4102                 goto force_balance;
4103
4104         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
4105         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && sds.this_has_capacity &&
4106                         !sds.busiest_has_capacity)
4107                 goto force_balance;
4108
4109         /*
4110          * If the local group is more busy than the selected busiest group
4111          * don't try and pull any tasks.
4112          */
4113         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4114                 goto out_balanced;
4115
4116         /*
4117          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
4118          * average load.
4119          */
4120         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4121                 goto out_balanced;
4122
4123         if (env->idle == CPU_IDLE) {
4124                 /*
4125                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
4126                  * have more tasks than the number of available cpu's and
4127                  * there is no imbalance between this and busiest group
4128                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
4129                  */
4130                 if ((sds.this_idle_cpus <= sds.busiest_idle_cpus + 1) &&
4131                     sds.busiest_nr_running <= sds.busiest_group_weight)
4132                         goto out_balanced;
4133         } else {
4134                 /*
4135                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
4136                  * imbalance_pct to be conservative.
4137                  */
4138                 if (100 * sds.max_load <= env->sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4139                         goto out_balanced;
4140         }
4141
4142 force_balance:
4143         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4144         calculate_imbalance(env, &sds);
4145         return sds.busiest;
4146
4147 out_balanced:
4148 ret:
4149         env->imbalance = 0;
4150         return NULL;
4151 }
4152
4153 /*
4154  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4155  */
4156 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
4157                                      struct sched_group *group,
4158                                      const struct cpumask *cpus)
4159 {
4160         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4161         unsigned long max_load = 0;
4162         int i;
4163
4164         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4165                 unsigned long power = power_of(i);
4166                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
4167                                                            SCHED_POWER_SCALE);
4168                 unsigned long wl;
4169
4170                 if (!capacity)
4171                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4172
4173                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
4174                         continue;
4175
4176                 rq = cpu_rq(i);
4177                 wl = weighted_cpuload(i);
4178
4179                 /*
4180                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
4181                  * which is not scaled with the cpu power.
4182                  */
4183                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
4184                         continue;
4185
4186                 /*
4187                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
4188                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
4189                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
4190                  * running at a lower capacity.
4191                  */
4192                 wl = (wl * SCHED_POWER_SCALE) / power;
4193
4194                 if (wl > max_load) {
4195                         max_load = wl;
4196                         busiest = rq;
4197                 }
4198         }
4199
4200         return busiest;
4201 }
4202
4203 /*
4204  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4205  * so long as it is large enough.
4206  */
4207 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4208
4209 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4210 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4211
4212 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
4213 {
4214         struct sched_domain *sd = env->sd;
4215
4216         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
4217
4218                 /*
4219                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
4220                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
4221                  * lowest numbered CPUs.
4222                  */
4223                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
4224                         return 1;
4225         }
4226
4227         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
4228 }
4229
4230 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
4231
4232 /*
4233  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4234  * tasks if there is an imbalance.
4235  */
4236 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4237                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4238                         int *balance)
4239 {
4240         int ld_moved, active_balance = 0;
4241         struct sched_group *group;
4242         struct rq *busiest;
4243         unsigned long flags;
4244         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4245
4246         struct lb_env env = {
4247                 .sd             = sd,
4248                 .dst_cpu        = this_cpu,
4249                 .dst_rq         = this_rq,
4250                 .idle           = idle,
4251                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
4252         };
4253
4254         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4255
4256         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4257
4258 redo:
4259         group = find_busiest_group(&env, cpus, balance);
4260
4261         if (*balance == 0)
4262                 goto out_balanced;
4263
4264         if (!group) {
4265                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4266                 goto out_balanced;
4267         }
4268
4269         busiest = find_busiest_queue(&env, group, cpus);
4270         if (!busiest) {
4271                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4272                 goto out_balanced;
4273         }
4274
4275         BUG_ON(busiest == this_rq);
4276
4277         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
4278
4279         ld_moved = 0;
4280         if (busiest->nr_running > 1) {
4281                 /*
4282                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4283                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4284                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4285                  * correctly treated as an imbalance.
4286                  */
4287                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
4288                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
4289                 env.src_rq    = busiest;
4290                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
4291
4292 more_balance:
4293                 local_irq_save(flags);
4294                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4295                 if (!env.loop)
4296                         update_h_load(env.src_cpu);
4297                 ld_moved += move_tasks(&env);
4298                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4299                 local_irq_restore(flags);
4300
4301                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
4302                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
4303                         goto more_balance;
4304                 }
4305
4306                 /*
4307                  * some other cpu did the load balance for us.
4308                  */
4309                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
4310                         resched_cpu(this_cpu);
4311
4312                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4313                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
4314                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4315                         if (!cpumask_empty(cpus))
4316                                 goto redo;
4317                         goto out_balanced;
4318                 }
4319         }
4320
4321         if (!ld_moved) {
4322                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4323                 /*
4324                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
4325                  * We do not want newidle balance, which can be very
4326                  * frequent, pollute the failure counter causing
4327                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
4328                  */
4329                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
4330                         sd->nr_balance_failed++;
4331
4332                 if (need_active_balance(&env)) {
4333                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4334
4335                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
4336                          * if the curr task on busiest cpu can't be
4337                          * moved to this_cpu
4338                          */
4339                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4340                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
4341                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
4342                                                             flags);
4343                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
4344                                 goto out_one_pinned;
4345                         }
4346
4347                         /*
4348                          * ->active_balance synchronizes accesses to
4349                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
4350                          * only after active load balance is finished.
4351                          */
4352                         if (!busiest->active_balance) {
4353                                 busiest->active_balance = 1;
4354                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4355                                 active_balance = 1;
4356                         }
4357                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4358
4359                         if (active_balance) {
4360                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
4361                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
4362                                         &busiest->active_balance_work);
4363                         }
4364
4365                         /*
4366                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4367                          * counter.
4368                          */
4369                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4370                 }
4371         } else
4372                 sd->nr_balance_failed = 0;
4373
4374         if (likely(!active_balance)) {
4375                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4376                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4377         } else {
4378                 /*
4379                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4380                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4381                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4382                  * move_tasks).
4383                  */
4384                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4385                         sd->balance_interval *= 2;
4386         }
4387
4388         goto out;
4389
4390 out_balanced:
4391         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4392
4393         sd->nr_balance_failed = 0;
4394
4395 out_one_pinned:
4396         /* tune up the balancing interval */
4397         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
4398                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4399                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4400                 sd->balance_interval *= 2;
4401
4402         ld_moved = 0;
4403 out:
4404         return ld_moved;
4405 }
4406
4407 /*
4408  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4409  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4410  */
4411 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4412 {
4413         struct sched_domain *sd;
4414         int pulled_task = 0;
4415         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4416
4417         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
4418
4419         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
4420                 return;
4421
4422         /*
4423          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
4424          */
4425         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4426
4427         update_shares(this_cpu);
4428         rcu_read_lock();
4429         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4430                 unsigned long interval;
4431                 int balance = 1;
4432
4433                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4434                         continue;
4435
4436                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
4437                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4438                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
4439                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
4440                 }
4441
4442                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4443                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4444                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4445                 if (pulled_task) {
4446                         this_rq->idle_stamp = 0;
4447                         break;
4448                 }
4449         }
4450         rcu_read_unlock();
4451
4452         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4453
4454         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4455                 /*
4456                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4457                  * a busy processor. So reset next_balance.
4458                  */
4459                 this_rq->next_balance = next_balance;
4460         }
4461 }
4462
4463 /*
4464  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
4465  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
4466  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
4467  * avoids physical / logical imbalances.
4468  */
4469 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
4470 {
4471         struct rq *busiest_rq = data;
4472         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
4473         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4474         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4475         struct sched_domain *sd;
4476
4477         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
4478
4479         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
4480         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
4481                      !busiest_rq->active_balance))
4482                 goto out_unlock;
4483
4484         /* Is there any task to move? */
4485         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4486                 goto out_unlock;
4487
4488         /*
4489          * This condition is "impossible", if it occurs
4490          * we need to fix it. Originally reported by
4491          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4492          */
4493         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4494
4495         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4496         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4497
4498         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4499         rcu_read_lock();
4500         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4501                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4502                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4503                                 break;
4504         }
4505
4506         if (likely(sd)) {
4507                 struct lb_env env = {
4508                         .sd             = sd,
4509                         .dst_cpu        = target_cpu,
4510                         .dst_rq         = target_rq,
4511                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
4512                         .src_rq         = busiest_rq,
4513                         .idle           = CPU_IDLE,
4514                 };
4515
4516                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4517
4518                 if (move_one_task(&env))
4519                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4520                 else
4521                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4522         }
4523         rcu_read_unlock();
4524         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4525 out_unlock:
4526         busiest_rq->active_balance = 0;
4527         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
4528         return 0;
4529 }
4530
4531 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4532 /*
4533  * idle load balancing details
4534  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
4535  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
4536  *   load balancing for all the idle CPUs.
4537  */
4538 static struct {
4539         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
4540         atomic_t nr_cpus;
4541         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
4542 } nohz ____cacheline_aligned;
4543
4544 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4545 {
4546         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
4547
4548         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
4549                 return ilb;
4550
4551         return nr_cpu_ids;
4552 }
4553
4554 /*
4555  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
4556  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
4557  * CPU (if there is one).
4558  */
4559 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
4560 {
4561         int ilb_cpu;
4562
4563         nohz.next_balance++;
4564
4565         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
4566
4567         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
4568                 return;
4569
4570         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
4571                 return;
4572         /*
4573          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
4574          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
4575          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
4576          * will be run before returning from the IPI.
4577          */
4578         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
4579         return;
4580 }
4581
4582 static inline void clear_nohz_tick_stopped(int cpu)
4583 {
4584         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
4585                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
4586                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
4587                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
4588         }
4589 }
4590
4591 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
4592 {
4593         struct sched_domain *sd;
4594         int cpu = smp_processor_id();
4595
4596         if (!test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
4597                 return;
4598         clear_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
4599
4600         rcu_read_lock();
4601         for_each_domain(cpu, sd)
4602                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
4603         rcu_read_unlock();
4604 }
4605
4606 void set_cpu_sd_state_idle(void)
4607 {
4608         struct sched_domain *sd;
4609         int cpu = smp_processor_id();
4610
4611         if (test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
4612                 return;
4613         set_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
4614
4615         rcu_read_lock();
4616         for_each_domain(cpu, sd)
4617                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
4618         rcu_read_unlock();
4619 }
4620
4621 /*
4622  * This routine will record that this cpu is going idle with tick stopped.
4623  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
4624  */
4625 void select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4626 {
4627         int cpu = smp_processor_id();
4628
4629         /*
4630          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
4631          */
4632         if (!cpu_active(cpu))
4633                 return;
4634
4635         if (stop_tick) {
4636                 if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
4637                         return;
4638
4639                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
4640                 atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
4641                 set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
4642         }
4643         return;
4644 }
4645
4646 static int __cpuinit sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
4647                                         unsigned long action, void *hcpu)
4648 {
4649         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4650         case CPU_DYING:
4651                 clear_nohz_tick_stopped(smp_processor_id());
4652                 return NOTIFY_OK;
4653         default:
4654                 return NOTIFY_DONE;
4655         }
4656 }
4657 #endif
4658
4659 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4660
4661 /*
4662  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
4663  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
4664  */
4665 void update_max_interval(void)
4666 {
4667         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
4668 }
4669
4670 /*
4671  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4672  * and initiates a balancing operation if so.
4673  *
4674  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4675  */
4676 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4677 {
4678         int balance = 1;
4679         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4680         unsigned long interval;
4681         struct sched_domain *sd;
4682         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4683         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4684         int update_next_balance = 0;
4685         int need_serialize;
4686
4687         update_shares(cpu);
4688
4689         rcu_read_lock();
4690         for_each_domain(cpu, sd) {
4691                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4692                         continue;
4693
4694                 interval = sd->balance_interval;
4695                 if (idle != CPU_IDLE)
4696                         interval *= sd->busy_factor;
4697
4698                 /* scale ms to jiffies */
4699                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4700                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
4701
4702                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4703
4704                 if (need_serialize) {
4705                         if (!spin_trylock(&balancing))
4706                                 goto out;
4707                 }
4708
4709                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4710                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4711                                 /*
4712                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4713                                  * longer idle.
4714                                  */
4715                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4716                         }
4717                         sd->last_balance = jiffies;
4718                 }
4719                 if (need_serialize)
4720                         spin_unlock(&balancing);
4721 out:
4722                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4723                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4724                         update_next_balance = 1;
4725                 }
4726
4727                 /*
4728                  * Stop the load balance at this level. There is another
4729                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4730                  * actively.
4731                  */
4732                 if (!balance)
4733                         break;
4734         }
4735         rcu_read_unlock();
4736
4737         /*
4738          * next_balance will be updated only when there is a need.
4739          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4740          * updated.
4741          */
4742         if (likely(update_next_balance))
4743                 rq->next_balance = next_balance;
4744 }
4745
4746 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4747 /*
4748  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
4749  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4750  */
4751 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
4752 {
4753         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4754         struct rq *rq;
4755         int balance_cpu;
4756
4757         if (idle != CPU_IDLE ||
4758             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
4759                 goto end;
4760
4761         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
4762                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
4763                         continue;
4764
4765                 /*
4766                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4767                  * work being done for other cpus. Next load
4768                  * balancing owner will pick it up.
4769                  */
4770                 if (need_resched())
4771                         break;
4772
4773                 raw_spin_lock_irq(&this_rq->lock);
4774                 update_rq_clock(this_rq);
4775                 update_idle_cpu_load(this_rq);
4776                 raw_spin_unlock_irq(&this_rq->lock);
4777
4778                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4779
4780                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
4781                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4782                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4783         }
4784         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
4785 end:
4786         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
4787 }
4788
4789 /*
4790  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
4791  * of an idle cpu is the system.
4792  *   - This rq has more than one task.
4793  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
4794  *     busy cpu's exceeding the group's power.
4795  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
4796  *     domain span are idle.
4797  */
4798 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
4799 {
4800         unsigned long now = jiffies;
4801         struct sched_domain *sd;
4802
4803         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
4804                 return 0;
4805
4806        /*
4807         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
4808         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
4809         */
4810         set_cpu_sd_state_busy();
4811         clear_nohz_tick_stopped(cpu);
4812
4813         /*
4814          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
4815          * balancing.
4816          */
4817         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
4818                 return 0;
4819
4820         if (time_before(now, nohz.next_balance))
4821                 return 0;
4822
4823         if (rq->nr_running >= 2)
4824                 goto need_kick;
4825
4826         rcu_read_lock();
4827         for_each_domain(cpu, sd) {
4828                 struct sched_group *sg = sd->groups;
4829                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
4830                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
4831
4832                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
4833                         goto need_kick_unlock;
4834
4835                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
4836                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
4837                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
4838                         goto need_kick_unlock;
4839
4840                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
4841                         break;
4842         }
4843         rcu_read_unlock();
4844         return 0;
4845
4846 need_kick_unlock:
4847         rcu_read_unlock();
4848 need_kick:
4849         return 1;
4850 }
4851 #else
4852 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
4853 #endif
4854
4855 /*
4856  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4857  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
4858  */
4859 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4860 {
4861         int this_cpu = smp_processor_id();
4862         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4863         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
4864                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4865
4866         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4867
4868         /*
4869          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
4870          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4871          * stopped.
4872          */
4873         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
4874 }
4875
4876 static inline int on_null_domain(int cpu)
4877 {
4878         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
4879 }
4880
4881 /*
4882  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4883  */
4884 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4885 {
4886         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4887         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4888             likely(!on_null_domain(cpu)))
4889                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4890 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4891         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
4892                 nohz_balancer_kick(cpu);
4893 #endif
4894 }
4895
4896 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
4897 {
4898         update_sysctl();
4899 }
4900
4901 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
4902 {
4903         update_sysctl();
4904 }
4905
4906 #endif /* CONFIG_SMP */
4907
4908 /*
4909  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
4910  */
4911 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
4912 {
4913         struct cfs_rq *cfs_rq;
4914         struct sched_entity *se = &curr->se;
4915
4916         for_each_sched_entity(se) {
4917                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4918                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
4919         }
4920 }
4921
4922 /*
4923  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
4924  *  - child not yet on the tasklist
4925  *  - preemption disabled
4926  */
4927 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
4928 {
4929         struct cfs_rq *cfs_rq;
4930         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
4931         int this_cpu = smp_processor_id();
4932         struct rq *rq = this_rq();
4933         unsigned long flags;
4934
4935         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4936
4937         update_rq_clock(rq);
4938
4939         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
4940         curr = cfs_rq->curr;
4941
4942         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu)) {
4943                 rcu_read_lock();
4944                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
4945                 rcu_read_unlock();
4946         }
4947
4948         update_curr(cfs_rq);
4949
4950         if (curr)
4951                 se->vruntime = curr->vruntime;
4952         place_entity(cfs_rq, se, 1);
4953
4954         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
4955                 /*
4956                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
4957                  * 'current' within the tree based on its new key value.
4958                  */
4959                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
4960                 resched_task(rq->curr);
4961         }
4962
4963         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4964
4965         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4966 }
4967
4968 /*
4969  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
4970  * the current task.
4971  */
4972 static void
4973 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
4974 {
4975         if (!p->se.on_rq)
4976                 return;
4977
4978         /*
4979          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
4980          * our priority decreased, or if we are not currently running on
4981          * this runqueue and our priority is higher than the current's
4982          */
4983         if (rq->curr == p) {
4984                 if (p->prio > oldprio)
4985                         resched_task(rq->curr);
4986         } else
4987                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
4988 }
4989
4990 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4991 {
4992         struct sched_entity *se = &p->se;
4993         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4994
4995         /*
4996          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
4997          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
4998          * do the right thing.
4999          *
5000          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
5001          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
5002          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
5003          */
5004         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
5005                 /*
5006                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
5007                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
5008                  */
5009                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
5010                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5011         }
5012 }
5013
5014 /*
5015  * We switched to the sched_fair class.
5016  */
5017 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5018 {
5019         if (!p->se.on_rq)
5020                 return;
5021
5022         /*
5023          * We were most likely switched from sched_rt, so
5024          * kick off the schedule if running, otherwise just see
5025          * if we can still preempt the current task.
5026          */
5027         if (rq->curr == p)
5028                 resched_task(rq->curr);
5029         else
5030                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5031 }
5032
5033 /* Account for a task changing its policy or group.
5034  *
5035  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
5036  * migrates between groups/classes.
5037  */
5038 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
5039 {
5040         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
5041
5042         for_each_sched_entity(se) {
5043                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5044
5045                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5046                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
5047                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5048         }
5049 }
5050
5051 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5052 {
5053         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
5054         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
5055 #ifndef CONFIG_64BIT
5056         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
5057 #endif
5058 }
5059
5060 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5061 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
5062 {
5063         /*
5064          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
5065          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
5066          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
5067          * bonus in place_entity()).
5068          *
5069          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
5070          * ->vruntime to a relative base.
5071          *
5072          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
5073          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
5074          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
5075          */
5076         /*
5077          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
5078          * But there are some cases where it has already been normalized:
5079          *
5080          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
5081          *   wake_up_new_task().
5082          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
5083          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
5084          *
5085          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
5086          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
5087          */
5088         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
5089                 on_rq = 1;
5090
5091         if (!on_rq)
5092                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5093         set_task_rq(p, task_cpu(p));
5094         if (!on_rq)
5095                 p->se.vruntime += cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5096 }
5097
5098 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
5099 {
5100         int i;
5101
5102         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5103
5104         for_each_possible_cpu(i) {
5105                 if (tg->cfs_rq)
5106                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
5107                 if (tg->se)
5108                         kfree(tg->se[i]);
5109         }
5110
5111         kfree(tg->cfs_rq);
5112         kfree(tg->se);
5113 }
5114
5115 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
5116 {
5117         struct cfs_rq *cfs_rq;
5118         struct sched_entity *se;
5119         int i;
5120
5121         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5122         if (!tg->cfs_rq)
5123                 goto err;
5124         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5125         if (!tg->se)
5126                 goto err;
5127
5128         tg->shares = NICE_0_LOAD;
5129
5130         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5131
5132         for_each_possible_cpu(i) {
5133                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
5134                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5135                 if (!cfs_rq)
5136                         goto err;
5137
5138                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
5139                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5140                 if (!se)
5141                         goto err_free_rq;
5142
5143                 init_cfs_rq(cfs_rq);
5144                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
5145         }
5146
5147         return 1;
5148
5149 err_free_rq:
5150         kfree(cfs_rq);
5151 err:
5152         return 0;
5153 }
5154
5155 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
5156 {
5157         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5158         unsigned long flags;
5159
5160         /*
5161         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
5162         * check on_list without danger of it being re-added.
5163         */
5164         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
5165                 return;
5166
5167         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5168         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
5169         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5170 }
5171
5172 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
5173                         struct sched_entity *se, int cpu,
5174                         struct sched_entity *parent)
5175 {
5176         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5177
5178         cfs_rq->tg = tg;
5179         cfs_rq->rq = rq;
5180 #ifdef CONFIG_SMP
5181         /* allow initial update_cfs_load() to truncate */
5182         cfs_rq->load_stamp = 1;
5183 #endif
5184         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5185
5186         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
5187         tg->se[cpu] = se;
5188
5189         /* se could be NULL for root_task_group */
5190         if (!se)
5191                 return;
5192
5193         if (!parent)
5194                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
5195         else
5196                 se->cfs_rq = parent->my_q;
5197
5198         se->my_q = cfs_rq;
5199         update_load_set(&se->load, 0);
5200         se->parent = parent;
5201 }
5202
5203 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
5204
5205 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
5206 {
5207         int i;
5208         unsigned long flags;
5209
5210         /*
5211          * We can't change the weight of the root cgroup.
5212          */
5213         if (!tg->se[0])
5214                 return -EINVAL;
5215
5216         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
5217
5218         mutex_lock(&shares_mutex);
5219         if (tg->shares == shares)
5220                 goto done;
5221
5222         tg->shares = shares;
5223         for_each_possible_cpu(i) {
5224                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5225                 struct sched_entity *se;
5226
5227                 se = tg->se[i];
5228                 /* Propagate contribution to hierarchy */
5229                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5230                 for_each_sched_entity(se)
5231                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
5232                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5233         }
5234
5235 done:
5236         mutex_unlock(&shares_mutex);
5237         return 0;
5238 }
5239 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5240
5241 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
5242
5243 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
5244 {
5245         return 1;
5246 }
5247
5248 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
5249
5250 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5251
5252
5253 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
5254 {
5255         struct sched_entity *se = &task->se;
5256         unsigned int rr_interval = 0;
5257
5258         /*
5259          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
5260          * idle runqueue:
5261          */
5262         if (rq->cfs.load.weight)
5263                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
5264
5265         return rr_interval;
5266 }
5267
5268 /*
5269  * All the scheduling class methods:
5270  */
5271 const struct sched_class fair_sched_class = {
5272         .next                   = &idle_sched_class,
5273         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
5274         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
5275         .yield_task             = yield_task_fair,
5276         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
5277
5278         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
5279
5280         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
5281         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
5282
5283 #ifdef CONFIG_SMP
5284         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
5285
5286         .rq_online              = rq_online_fair,
5287         .rq_offline             = rq_offline_fair,
5288
5289         .task_waking            = task_waking_fair,
5290 #endif
5291
5292         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
5293         .task_tick              = task_tick_fair,
5294         .task_fork              = task_fork_fair,
5295
5296         .prio_changed           = prio_changed_fair,
5297         .switched_from          = switched_from_fair,
5298         .switched_to            = switched_to_fair,
5299
5300         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
5301
5302 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5303         .task_move_group        = task_move_group_fair,
5304 #endif
5305 };
5306
5307 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5308 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
5309 {
5310         struct cfs_rq *cfs_rq;
5311
5312         rcu_read_lock();
5313         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
5314                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
5315         rcu_read_unlock();
5316 }
5317 #endif
5318
5319 __init void init_sched_fair_class(void)
5320 {
5321 #ifdef CONFIG_SMP
5322         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
5323
5324 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5325         nohz.next_balance = jiffies;
5326         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
5327         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
5328 #endif
5329 #endif /* SMP */
5330
5331 }