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