1422765d4b86b950243179b228520be2779a768c
[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 int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1056 {
1057         struct task_numa_env env = {
1058                 .p = p,
1059
1060                 .src_cpu = task_cpu(p),
1061                 .src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p)),
1062
1063                 .imbalance_pct = 112,
1064
1065                 .best_task = NULL,
1066                 .best_imp = 0,
1067                 .best_cpu = -1
1068         };
1069         struct sched_domain *sd;
1070         unsigned long faults;
1071         int nid, cpu, ret;
1072
1073         /*
1074          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1075          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1076          *
1077          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1078          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1079          * to satisfy here.
1080          */
1081         rcu_read_lock();
1082         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1083         env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1084         rcu_read_unlock();
1085
1086         faults = task_faults(p, env.src_nid);
1087         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1088
1089         /* Find an alternative node with relatively better statistics */
1090         for_each_online_node(nid) {
1091                 long imp;
1092
1093                 if (nid == env.src_nid)
1094                         continue;
1095
1096                 /* Only consider nodes that recorded more faults */
1097                 imp = task_faults(p, nid) - faults;
1098                 if (imp < 0)
1099                         continue;
1100
1101                 env.dst_nid = nid;
1102                 update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1103                 for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1104                         /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1105                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1106                                 continue;
1107
1108                         env.dst_cpu = cpu;
1109                         task_numa_compare(&env, imp);
1110                 }
1111         }
1112
1113         /* No better CPU than the current one was found. */
1114         if (env.best_cpu == -1)
1115                 return -EAGAIN;
1116
1117         if (env.best_task == NULL) {
1118                 int ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1119                 return ret;
1120         }
1121
1122         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1123         put_task_struct(env.best_task);
1124         return ret;
1125 }
1126
1127 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1128 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1129 {
1130         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1131         p->numa_migrate_retry = 0;
1132         if (cpu_to_node(task_cpu(p)) == p->numa_preferred_nid) {
1133                 /*
1134                  * If migration is temporarily disabled due to a task migration
1135                  * then re-enable it now as the task is running on its
1136                  * preferred node and memory should migrate locally
1137                  */
1138                 if (!p->numa_migrate_seq)
1139                         p->numa_migrate_seq++;
1140                 return;
1141         }
1142
1143         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1144         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1))
1145                 return;
1146
1147         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1148         if (task_numa_migrate(p) != 0)
1149                 p->numa_migrate_retry = jiffies + HZ*5;
1150 }
1151
1152 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1153 {
1154         int seq, nid, max_nid = -1;
1155         unsigned long max_faults = 0;
1156
1157         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1158         if (p->numa_scan_seq == seq)
1159                 return;
1160         p->numa_scan_seq = seq;
1161         p->numa_migrate_seq++;
1162         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1163
1164         /* Find the node with the highest number of faults */
1165         for_each_online_node(nid) {
1166                 unsigned long faults = 0;
1167                 int priv, i;
1168
1169                 for (priv = 0; priv < 2; priv++) {
1170                         i = task_faults_idx(nid, priv);
1171
1172                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1173                         p->numa_faults[i] >>= 1;
1174                         p->numa_faults[i] += p->numa_faults_buffer[i];
1175                         p->numa_faults_buffer[i] = 0;
1176
1177                         faults += p->numa_faults[i];
1178                 }
1179
1180                 if (faults > max_faults) {
1181                         max_faults = faults;
1182                         max_nid = nid;
1183                 }
1184         }
1185
1186         /* Preferred node as the node with the most faults */
1187         if (max_faults && max_nid != p->numa_preferred_nid) {
1188                 /* Update the preferred nid and migrate task if possible */
1189                 p->numa_preferred_nid = max_nid;
1190                 p->numa_migrate_seq = 1;
1191                 numa_migrate_preferred(p);
1192         }
1193 }
1194
1195 /*
1196  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
1197  */
1198 void task_numa_fault(int last_nidpid, int node, int pages, bool migrated)
1199 {
1200         struct task_struct *p = current;
1201         int priv;
1202
1203         if (!numabalancing_enabled)
1204                 return;
1205
1206         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
1207         if (!p->mm)
1208                 return;
1209
1210         /*
1211          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
1212          * to be private if the accessing pid has not changed
1213          */
1214         if (!nidpid_pid_unset(last_nidpid))
1215                 priv = ((p->pid & LAST__PID_MASK) == nidpid_to_pid(last_nidpid));
1216         else
1217                 priv = 1;
1218
1219         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
1220         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
1221                 int size = sizeof(*p->numa_faults) * 2 * nr_node_ids;
1222
1223                 /* numa_faults and numa_faults_buffer share the allocation */
1224                 p->numa_faults = kzalloc(size * 2, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
1225                 if (!p->numa_faults)
1226                         return;
1227
1228                 BUG_ON(p->numa_faults_buffer);
1229                 p->numa_faults_buffer = p->numa_faults + (2 * nr_node_ids);
1230         }
1231
1232         /*
1233          * If pages are properly placed (did not migrate) then scan slower.
1234          * This is reset periodically in case of phase changes
1235          */
1236         if (!migrated) {
1237                 /* Initialise if necessary */
1238                 if (!p->numa_scan_period_max)
1239                         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1240
1241                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1242                         p->numa_scan_period + 10);
1243         }
1244
1245         task_numa_placement(p);
1246
1247         /* Retry task to preferred node migration if it previously failed */
1248         if (p->numa_migrate_retry && time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
1249                 numa_migrate_preferred(p);
1250
1251         p->numa_faults_buffer[task_faults_idx(node, priv)] += pages;
1252 }
1253
1254 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
1255 {
1256         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
1257         p->mm->numa_scan_offset = 0;
1258 }
1259
1260 /*
1261  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
1262  * Triggered from task_tick_numa().
1263  */
1264 void task_numa_work(struct callback_head *work)
1265 {
1266         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
1267         struct task_struct *p = current;
1268         struct mm_struct *mm = p->mm;
1269         struct vm_area_struct *vma;
1270         unsigned long start, end;
1271         unsigned long nr_pte_updates = 0;
1272         long pages;
1273
1274         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
1275
1276         work->next = work; /* protect against double add */
1277         /*
1278          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
1279          *
1280          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
1281          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
1282          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
1283          * work.
1284          */
1285         if (p->flags & PF_EXITING)
1286                 return;
1287
1288         if (!mm->numa_next_reset || !mm->numa_next_scan) {
1289                 mm->numa_next_scan = now +
1290                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1291                 mm->numa_next_reset = now +
1292                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_period_reset);
1293         }
1294
1295         /*
1296          * Reset the scan period if enough time has gone by. Objective is that
1297          * scanning will be reduced if pages are properly placed. As tasks
1298          * can enter different phases this needs to be re-examined. Lacking
1299          * proper tracking of reference behaviour, this blunt hammer is used.
1300          */
1301         migrate = mm->numa_next_reset;
1302         if (time_after(now, migrate)) {
1303                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1304                 next_scan = now + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_period_reset);
1305                 xchg(&mm->numa_next_reset, next_scan);
1306         }
1307
1308         /*
1309          * Enforce maximal scan/migration frequency..
1310          */
1311         migrate = mm->numa_next_scan;
1312         if (time_before(now, migrate))
1313                 return;
1314
1315         if (p->numa_scan_period == 0) {
1316                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1317                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1318         }
1319
1320         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1321         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
1322                 return;
1323
1324         /*
1325          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
1326          * the next time around.
1327          */
1328         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
1329
1330         start = mm->numa_scan_offset;
1331         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
1332         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
1333         if (!pages)
1334                 return;
1335
1336         down_read(&mm->mmap_sem);
1337         vma = find_vma(mm, start);
1338         if (!vma) {
1339                 reset_ptenuma_scan(p);
1340                 start = 0;
1341                 vma = mm->mmap;
1342         }
1343         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
1344                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(p, vma))
1345                         continue;
1346
1347                 /*
1348                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
1349                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
1350                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
1351                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
1352                  */
1353                 if (!vma->vm_mm ||
1354                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
1355                         continue;
1356
1357                 do {
1358                         start = max(start, vma->vm_start);
1359                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
1360                         end = min(end, vma->vm_end);
1361                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
1362
1363                         /*
1364                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
1365                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
1366                          * address space is quickly skipped.
1367                          */
1368                         if (nr_pte_updates)
1369                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
1370
1371                         start = end;
1372                         if (pages <= 0)
1373                                 goto out;
1374                 } while (end != vma->vm_end);
1375         }
1376
1377 out:
1378         /*
1379          * If the whole process was scanned without updates then no NUMA
1380          * hinting faults are being recorded and scan rate should be lower.
1381          */
1382         if (mm->numa_scan_offset == 0 && !nr_pte_updates) {
1383                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1384                         p->numa_scan_period << 1);
1385
1386                 next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1387                 mm->numa_next_scan = next_scan;
1388         }
1389
1390         /*
1391          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
1392          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
1393          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
1394          * scanner to the start so check it now.
1395          */
1396         if (vma)
1397                 mm->numa_scan_offset = start;
1398         else
1399                 reset_ptenuma_scan(p);
1400         up_read(&mm->mmap_sem);
1401 }
1402
1403 /*
1404  * Drive the periodic memory faults..
1405  */
1406 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1407 {
1408         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1409         u64 period, now;
1410
1411         /*
1412          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
1413          */
1414         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
1415                 return;
1416
1417         /*
1418          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
1419          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
1420          * task needs to have done some actual work before we bother with
1421          * NUMA placement.
1422          */
1423         now = curr->se.sum_exec_runtime;
1424         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
1425
1426         if (now - curr->node_stamp > period) {
1427                 if (!curr->node_stamp)
1428                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
1429                 curr->node_stamp += period;
1430
1431                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
1432                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
1433                         task_work_add(curr, work, true);
1434                 }
1435         }
1436 }
1437 #else
1438 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1439 {
1440 }
1441 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1442
1443 static void
1444 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1445 {
1446         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1447         if (!parent_entity(se))
1448                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1449 #ifdef CONFIG_SMP
1450         if (entity_is_task(se))
1451                 list_add(&se->group_node, &rq_of(cfs_rq)->cfs_tasks);
1452 #endif
1453         cfs_rq->nr_running++;
1454 }
1455
1456 static void
1457 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1458 {
1459         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1460         if (!parent_entity(se))
1461                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1462         if (entity_is_task(se))
1463                 list_del_init(&se->group_node);
1464         cfs_rq->nr_running--;
1465 }
1466
1467 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1468 # ifdef CONFIG_SMP
1469 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
1470 {
1471         long tg_weight;
1472
1473         /*
1474          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
1475          * to gain a more accurate current total weight. See
1476          * update_cfs_rq_load_contribution().
1477          */
1478         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
1479         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1480         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
1481
1482         return tg_weight;
1483 }
1484
1485 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1486 {
1487         long tg_weight, load, shares;
1488
1489         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
1490         load = cfs_rq->load.weight;
1491
1492         shares = (tg->shares * load);
1493         if (tg_weight)
1494                 shares /= tg_weight;
1495
1496         if (shares < MIN_SHARES)
1497                 shares = MIN_SHARES;
1498         if (shares > tg->shares)
1499                 shares = tg->shares;
1500
1501         return shares;
1502 }
1503 # else /* CONFIG_SMP */
1504 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1505 {
1506         return tg->shares;
1507 }
1508 # endif /* CONFIG_SMP */
1509 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
1510                             unsigned long weight)
1511 {
1512         if (se->on_rq) {
1513                 /* commit outstanding execution time */
1514                 if (cfs_rq->curr == se)
1515                         update_curr(cfs_rq);
1516                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1517         }
1518
1519         update_load_set(&se->load, weight);
1520
1521         if (se->on_rq)
1522                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1523 }
1524
1525 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
1526
1527 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1528 {
1529         struct task_group *tg;
1530         struct sched_entity *se;
1531         long shares;
1532
1533         tg = cfs_rq->tg;
1534         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1535         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1536                 return;
1537 #ifndef CONFIG_SMP
1538         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
1539                 return;
1540 #endif
1541         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
1542
1543         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
1544 }
1545 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1546 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1547 {
1548 }
1549 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1550
1551 #ifdef CONFIG_SMP
1552 /*
1553  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
1554  * Note: The tables below are dependent on this value.
1555  */
1556 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
1557 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
1558 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
1559
1560 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
1561 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
1562         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
1563         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
1564         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
1565         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
1566         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
1567         0x85aac367, 0x82cd8698,
1568 };
1569
1570 /*
1571  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
1572  * over-estimates when re-combining.
1573  */
1574 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
1575             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
1576          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
1577         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
1578 };
1579
1580 /*
1581  * Approximate:
1582  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
1583  */
1584 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
1585 {
1586         unsigned int local_n;
1587
1588         if (!n)
1589                 return val;
1590         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
1591                 return 0;
1592
1593         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
1594         local_n = n;
1595
1596         /*
1597          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
1598          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
1599          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
1600          *
1601          * To achieve constant time decay_load.
1602          */
1603         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
1604                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
1605                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
1606         }
1607
1608         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
1609         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
1610         return val >> 32;
1611 }
1612
1613 /*
1614  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
1615  * average will be: \Sum 1024*y^n
1616  *
1617  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
1618  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
1619  */
1620 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
1621 {
1622         u32 contrib = 0;
1623
1624         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
1625                 return runnable_avg_yN_sum[n];
1626         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
1627                 return LOAD_AVG_MAX;
1628
1629         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
1630         do {
1631                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
1632                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
1633
1634                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
1635         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
1636
1637         contrib = decay_load(contrib, n);
1638         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
1639 }
1640
1641 /*
1642  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
1643  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
1644  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
1645  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
1646  *
1647  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
1648  *      p0            p1           p2
1649  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
1650  *
1651  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
1652  *
1653  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
1654  * following representation of historical load:
1655  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
1656  *
1657  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
1658  *   y^32 = 0.5
1659  *
1660  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
1661  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
1662  * (u_0).
1663  *
1664  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
1665  * sum again by y is sufficient to update:
1666  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
1667  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
1668  */
1669 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
1670                                                         struct sched_avg *sa,
1671                                                         int runnable)
1672 {
1673         u64 delta, periods;
1674         u32 runnable_contrib;
1675         int delta_w, decayed = 0;
1676
1677         delta = now - sa->last_runnable_update;
1678         /*
1679          * This should only happen when time goes backwards, which it
1680          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
1681          */
1682         if ((s64)delta < 0) {
1683                 sa->last_runnable_update = now;
1684                 return 0;
1685         }
1686
1687         /*
1688          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
1689          * approximation of 1us and fast to compute.
1690          */
1691         delta >>= 10;
1692         if (!delta)
1693                 return 0;
1694         sa->last_runnable_update = now;
1695
1696         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
1697         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
1698         if (delta + delta_w >= 1024) {
1699                 /* period roll-over */
1700                 decayed = 1;
1701
1702                 /*
1703                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
1704                  * out how much from delta we need to complete the current
1705                  * period and accrue it.
1706                  */
1707                 delta_w = 1024 - delta_w;
1708                 if (runnable)
1709                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
1710                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
1711
1712                 delta -= delta_w;
1713
1714                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
1715                 periods = delta / 1024;
1716                 delta %= 1024;
1717
1718                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
1719                                                   periods + 1);
1720                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
1721                                                      periods + 1);
1722
1723                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
1724                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
1725                 if (runnable)
1726                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
1727                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
1728         }
1729
1730         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
1731         if (runnable)
1732                 sa->runnable_avg_sum += delta;
1733         sa->runnable_avg_period += delta;
1734
1735         return decayed;
1736 }
1737
1738 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
1739 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
1740 {
1741         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1742         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1743
1744         decays -= se->avg.decay_count;
1745         if (!decays)
1746                 return 0;
1747
1748         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
1749         se->avg.decay_count = 0;
1750
1751         return decays;
1752 }
1753
1754 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1755 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1756                                                  int force_update)
1757 {
1758         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1759         long tg_contrib;
1760
1761         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
1762         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1763
1764         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
1765                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
1766                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
1767         }
1768 }
1769
1770 /*
1771  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
1772  * representation for computing load contributions.
1773  */
1774 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1775                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
1776 {
1777         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1778         long contrib;
1779
1780         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
1781         contrib = div_u64(sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
1782                           sa->runnable_avg_period + 1);
1783         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
1784
1785         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
1786                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
1787                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
1788         }
1789 }
1790
1791 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1792 {
1793         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1794         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1795         int runnable_avg;
1796
1797         u64 contrib;
1798
1799         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
1800         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
1801                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
1802
1803         /*
1804          * For group entities we need to compute a correction term in the case
1805          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
1806          * load as a task of equal weight.
1807          *
1808          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
1809          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
1810          * lower-bound on the true value.
1811          *
1812          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
1813          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
1814          * understating by the aggregate of their overlap.
1815          *
1816          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
1817          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
1818          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
1819          *
1820          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
1821          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
1822          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
1823          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
1824          * our upper bound of 1-cpu.
1825          */
1826         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
1827         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
1828                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
1829                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
1830         }
1831 }
1832 #else
1833 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1834                                                  int force_update) {}
1835 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1836                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1837 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
1838 #endif
1839
1840 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1841 {
1842         u32 contrib;
1843
1844         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
1845         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
1846         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
1847         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
1848 }
1849
1850 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
1851 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
1852 {
1853         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
1854
1855         if (entity_is_task(se)) {
1856                 __update_task_entity_contrib(se);
1857         } else {
1858                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
1859                 __update_group_entity_contrib(se);
1860         }
1861
1862         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
1863 }
1864
1865 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1866                                                  long load_contrib)
1867 {
1868         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
1869                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
1870         else
1871                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
1872 }
1873
1874 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
1875
1876 /* Update a sched_entity's runnable average */
1877 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
1878                                           int update_cfs_rq)
1879 {
1880         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1881         long contrib_delta;
1882         u64 now;
1883
1884         /*
1885          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
1886          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
1887          */
1888         if (entity_is_task(se))
1889                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
1890         else
1891                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
1892
1893         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
1894                 return;
1895
1896         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
1897
1898         if (!update_cfs_rq)
1899                 return;
1900
1901         if (se->on_rq)
1902                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
1903         else
1904                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
1905 }
1906
1907 /*
1908  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
1909  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
1910  */
1911 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
1912 {
1913         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
1914         u64 decays;
1915
1916         decays = now - cfs_rq->last_decay;
1917         if (!decays && !force_update)
1918                 return;
1919
1920         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
1921                 unsigned long removed_load;
1922                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
1923                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
1924         }
1925
1926         if (decays) {
1927                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
1928                                                       decays);
1929                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
1930                 cfs_rq->last_decay = now;
1931         }
1932
1933         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
1934 }
1935
1936 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
1937 {
1938         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
1939         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
1940 }
1941
1942 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
1943 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1944                                                   struct sched_entity *se,
1945                                                   int wakeup)
1946 {
1947         /*
1948          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
1949          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
1950          * accumulated while sleeping.
1951          *
1952          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
1953          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
1954          * constructed load_avg_contrib.
1955          */
1956         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
1957                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1958                 if (se->avg.decay_count) {
1959                         /*
1960                          * In a wake-up migration we have to approximate the
1961                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
1962                          * clock_task between the two cpus, and it is not
1963                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
1964                          * approximate this using our carried decays, which are
1965                          * explicitly atomically readable.
1966                          */
1967                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
1968                                                         << 20;
1969                         update_entity_load_avg(se, 0);
1970                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
1971                         se->avg.decay_count = 0;
1972                 }
1973                 wakeup = 0;
1974         } else {
1975                 /*
1976                  * Task re-woke on same cpu (or else migrate_task_rq_fair()
1977                  * would have made count negative); we must be careful to avoid
1978                  * double-accounting blocked time after synchronizing decays.
1979                  */
1980                 se->avg.last_runnable_update += __synchronize_entity_decay(se)
1981                                                         << 20;
1982         }
1983
1984         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
1985         if (wakeup) {
1986                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
1987                 update_entity_load_avg(se, 0);
1988         }
1989
1990         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
1991         /* we force update consideration on load-balancer moves */
1992         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
1993 }
1994
1995 /*
1996  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
1997  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
1998  * blocked_load_avg.
1999  */
2000 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2001                                                   struct sched_entity *se,
2002                                                   int sleep)
2003 {
2004         update_entity_load_avg(se, 1);
2005         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2006         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2007
2008         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2009         if (sleep) {
2010                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2011                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2012         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2013 }
2014
2015 /*
2016  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2017  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2018  * be the only way to update the runnable statistic.
2019  */
2020 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2021 {
2022         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2023 }
2024
2025 /*
2026  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2027  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2028  * be the only way to update the runnable statistic.
2029  */
2030 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2031 {
2032         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2033 }
2034
2035 #else
2036 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2037                                           int update_cfs_rq) {}
2038 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2039 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2040                                            struct sched_entity *se,
2041                                            int wakeup) {}
2042 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2043                                            struct sched_entity *se,
2044                                            int sleep) {}
2045 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2046                                               int force_update) {}
2047 #endif
2048
2049 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2050 {
2051 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2052         struct task_struct *tsk = NULL;
2053
2054         if (entity_is_task(se))
2055                 tsk = task_of(se);
2056
2057         if (se->statistics.sleep_start) {
2058                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2059
2060                 if ((s64)delta < 0)
2061                         delta = 0;
2062
2063                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2064                         se->statistics.sleep_max = delta;
2065
2066                 se->statistics.sleep_start = 0;
2067                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2068
2069                 if (tsk) {
2070                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2071                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2072                 }
2073         }
2074         if (se->statistics.block_start) {
2075                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2076
2077                 if ((s64)delta < 0)
2078                         delta = 0;
2079
2080                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2081                         se->statistics.block_max = delta;
2082
2083                 se->statistics.block_start = 0;
2084                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2085
2086                 if (tsk) {
2087                         if (tsk->in_iowait) {
2088                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2089                                 se->statistics.iowait_count++;
2090                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2091                         }
2092
2093                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2094
2095                         /*
2096                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2097                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2098                          * amount of time that the task spent sleeping:
2099                          */
2100                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2101                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2102                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2103                                                 delta >> 20);
2104                         }
2105                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2106                 }
2107         }
2108 #endif
2109 }
2110
2111 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2112 {
2113 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2114         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2115
2116         if (d < 0)
2117                 d = -d;
2118
2119         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2120                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2121 #endif
2122 }
2123
2124 static void
2125 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2126 {
2127         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2128
2129         /*
2130          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2131          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2132          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2133          * stays open at the end.
2134          */
2135         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2136                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2137
2138         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2139         if (!initial) {
2140                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2141
2142                 /*
2143                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2144                  * for a gentler effect of sleepers:
2145                  */
2146                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2147                         thresh >>= 1;
2148
2149                 vruntime -= thresh;
2150         }
2151
2152         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2153         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2154 }
2155
2156 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2157
2158 static void
2159 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2160 {
2161         /*
2162          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2163          * through calling update_curr().
2164          */
2165         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2166                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2167
2168         /*
2169          * Update run-time statistics of the 'current'.
2170          */
2171         update_curr(cfs_rq);
2172         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2173         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2174         update_cfs_shares(cfs_rq);
2175
2176         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2177                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2178                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
2179         }
2180
2181         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
2182         check_spread(cfs_rq, se);
2183         if (se != cfs_rq->curr)
2184                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
2185         se->on_rq = 1;
2186
2187         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
2188                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
2189                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
2190         }
2191 }
2192
2193 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
2194 {
2195         for_each_sched_entity(se) {
2196                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2197                 if (cfs_rq->last == se)
2198                         cfs_rq->last = NULL;
2199                 else
2200                         break;
2201         }
2202 }
2203
2204 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
2205 {
2206         for_each_sched_entity(se) {
2207                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2208                 if (cfs_rq->next == se)
2209                         cfs_rq->next = NULL;
2210                 else
2211                         break;
2212         }
2213 }
2214
2215 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
2216 {
2217         for_each_sched_entity(se) {
2218                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2219                 if (cfs_rq->skip == se)
2220                         cfs_rq->skip = NULL;
2221                 else
2222                         break;
2223         }
2224 }
2225
2226 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2227 {
2228         if (cfs_rq->last == se)
2229                 __clear_buddies_last(se);
2230
2231         if (cfs_rq->next == se)
2232                 __clear_buddies_next(se);
2233
2234         if (cfs_rq->skip == se)
2235                 __clear_buddies_skip(se);
2236 }
2237
2238 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2239
2240 static void
2241 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2242 {
2243         /*
2244          * Update run-time statistics of the 'current'.
2245          */
2246         update_curr(cfs_rq);
2247         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2248
2249         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
2250         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
2251 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2252                 if (entity_is_task(se)) {
2253                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
2254
2255                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
2256                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2257                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
2258                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2259                 }
2260 #endif
2261         }
2262
2263         clear_buddies(cfs_rq, se);
2264
2265         if (se != cfs_rq->curr)
2266                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2267         se->on_rq = 0;
2268         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2269
2270         /*
2271          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
2272          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
2273          * movement in our normalized position.
2274          */
2275         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
2276                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
2277
2278         /* return excess runtime on last dequeue */
2279         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2280
2281         update_min_vruntime(cfs_rq);
2282         update_cfs_shares(cfs_rq);
2283 }
2284
2285 /*
2286  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2287  */
2288 static void
2289 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2290 {
2291         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
2292         struct sched_entity *se;
2293         s64 delta;
2294
2295         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
2296         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
2297         if (delta_exec > ideal_runtime) {
2298                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2299                 /*
2300                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
2301                  * re-elected due to buddy favours.
2302                  */
2303                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
2304                 return;
2305         }
2306
2307         /*
2308          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
2309          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
2310          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
2311          */
2312         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
2313                 return;
2314
2315         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2316         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
2317
2318         if (delta < 0)
2319                 return;
2320
2321         if (delta > ideal_runtime)
2322                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2323 }
2324
2325 static void
2326 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2327 {
2328         /* 'current' is not kept within the tree. */
2329         if (se->on_rq) {
2330                 /*
2331                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
2332                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
2333                  * runqueue.
2334                  */
2335                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
2336                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2337         }
2338
2339         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
2340         cfs_rq->curr = se;
2341 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2342         /*
2343          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
2344          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
2345          * when there are only lesser-weight tasks around):
2346          */
2347         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
2348                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
2349                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
2350         }
2351 #endif
2352         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
2353 }
2354
2355 static int
2356 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
2357
2358 /*
2359  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
2360  * 1) keep things fair between processes/task groups
2361  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
2362  * 3) pick the "last" process, for cache locality
2363  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
2364  */
2365 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
2366 {
2367         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2368         struct sched_entity *left = se;
2369
2370         /*
2371          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
2372          * be done without getting too unfair.
2373          */
2374         if (cfs_rq->skip == se) {
2375                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
2376                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
2377                         se = second;
2378         }
2379
2380         /*
2381          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
2382          */
2383         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
2384                 se = cfs_rq->last;
2385
2386         /*
2387          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
2388          */
2389         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
2390                 se = cfs_rq->next;
2391
2392         clear_buddies(cfs_rq, se);
2393
2394         return se;
2395 }
2396
2397 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2398
2399 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
2400 {
2401         /*
2402          * If still on the runqueue then deactivate_task()
2403          * was not called and update_curr() has to be done:
2404          */
2405         if (prev->on_rq)
2406                 update_curr(cfs_rq);
2407
2408         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
2409         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2410
2411         check_spread(cfs_rq, prev);
2412         if (prev->on_rq) {
2413                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
2414                 /* Put 'current' back into the tree. */
2415                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
2416                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
2417                 update_entity_load_avg(prev, 1);
2418         }
2419         cfs_rq->curr = NULL;
2420 }
2421
2422 static void
2423 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
2424 {
2425         /*
2426          * Update run-time statistics of the 'current'.
2427          */
2428         update_curr(cfs_rq);
2429
2430         /*
2431          * Ensure that runnable average is periodically updated.
2432          */
2433         update_entity_load_avg(curr, 1);
2434         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
2435         update_cfs_shares(cfs_rq);
2436
2437 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2438         /*
2439          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
2440          * validating it and just reschedule.
2441          */
2442         if (queued) {
2443                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2444                 return;
2445         }
2446         /*
2447          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
2448          */
2449         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
2450                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
2451                 return;
2452 #endif
2453
2454         if (cfs_rq->nr_running > 1)
2455                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
2456 }
2457
2458
2459 /**************************************************
2460  * CFS bandwidth control machinery
2461  */
2462
2463 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
2464
2465 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
2466 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
2467
2468 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
2469 {
2470         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
2471 }
2472
2473 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
2474 {
2475         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
2476         if (enabled && !was_enabled)
2477                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
2478         else if (!enabled && was_enabled)
2479                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
2480 }
2481 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
2482 static bool cfs_bandwidth_used(void)
2483 {
2484         return true;
2485 }
2486
2487 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
2488 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
2489
2490 /*
2491  * default period for cfs group bandwidth.
2492  * default: 0.1s, units: nanoseconds
2493  */
2494 static inline u64 default_cfs_period(void)
2495 {
2496         return 100000000ULL;
2497 }
2498
2499 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
2500 {
2501         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
2502 }
2503
2504 /*
2505  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
2506  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
2507  * additional synchronization around rq->lock.
2508  *
2509  * requires cfs_b->lock
2510  */
2511 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2512 {
2513         u64 now;
2514
2515         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2516                 return;
2517
2518         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
2519         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
2520         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
2521 }
2522
2523 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2524 {
2525         return &tg->cfs_bandwidth;
2526 }
2527
2528 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
2529 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2530 {
2531         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
2532                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
2533
2534         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
2535 }
2536
2537 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
2538 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2539 {
2540         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2541         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
2542         u64 amount = 0, min_amount, expires;
2543
2544         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
2545         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
2546
2547         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2548         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2549                 amount = min_amount;
2550         else {
2551                 /*
2552                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
2553                  * period must have elapsed since the last consumption.
2554                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
2555                  * active.
2556                  */
2557                 if (!cfs_b->timer_active) {
2558                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2559                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
2560                 }
2561
2562                 if (cfs_b->runtime > 0) {
2563                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
2564                         cfs_b->runtime -= amount;
2565                         cfs_b->idle = 0;
2566                 }
2567         }
2568         expires = cfs_b->runtime_expires;
2569         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2570
2571         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
2572         /*
2573          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
2574          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
2575          * issued.
2576          */
2577         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
2578                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2579
2580         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
2581 }
2582
2583 /*
2584  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
2585  * fact that rq->clock snapshots this value.
2586  */
2587 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2588 {
2589         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2590
2591         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
2592         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
2593                 return;
2594
2595         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
2596                 return;
2597
2598         /*
2599          * If the local deadline has passed we have to consider the
2600          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
2601          * has not truly expired.
2602          *
2603          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
2604          * whether the global deadline has advanced.
2605          */
2606
2607         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
2608                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
2609                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
2610         } else {
2611                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
2612                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
2613         }
2614 }
2615
2616 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2617                                      unsigned long delta_exec)
2618 {
2619         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
2620         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
2621         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2622
2623         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2624                 return;
2625
2626         /*
2627          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
2628          * hierarchy can be throttled
2629          */
2630         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
2631                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2632 }
2633
2634 static __always_inline
2635 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
2636 {
2637         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
2638                 return;
2639
2640         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
2641 }
2642
2643 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2644 {
2645         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
2646 }
2647
2648 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
2649 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2650 {
2651         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
2652 }
2653
2654 /*
2655  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
2656  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
2657  * load-balance operations.
2658  */
2659 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2660                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2661 {
2662         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
2663
2664         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
2665         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
2666
2667         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
2668                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
2669 }
2670
2671 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
2672 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
2673 {
2674         struct rq *rq = data;
2675         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2676
2677         cfs_rq->throttle_count--;
2678 #ifdef CONFIG_SMP
2679         if (!cfs_rq->throttle_count) {
2680                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
2681                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
2682                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
2683         }
2684 #endif
2685
2686         return 0;
2687 }
2688
2689 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
2690 {
2691         struct rq *rq = data;
2692         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2693
2694         /* group is entering throttled state, stop time */
2695         if (!cfs_rq->throttle_count)
2696                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
2697         cfs_rq->throttle_count++;
2698
2699         return 0;
2700 }
2701
2702 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2703 {
2704         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2705         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2706         struct sched_entity *se;
2707         long task_delta, dequeue = 1;
2708
2709         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2710
2711         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
2712         rcu_read_lock();
2713         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
2714         rcu_read_unlock();
2715
2716         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2717         for_each_sched_entity(se) {
2718                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
2719                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
2720                 if (!se->on_rq)
2721                         break;
2722
2723                 if (dequeue)
2724                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
2725                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
2726
2727                 if (qcfs_rq->load.weight)
2728                         dequeue = 0;
2729         }
2730
2731         if (!se)
2732                 rq->nr_running -= task_delta;
2733
2734         cfs_rq->throttled = 1;
2735         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
2736         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2737         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
2738         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2739 }
2740
2741 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2742 {
2743         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2744         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2745         struct sched_entity *se;
2746         int enqueue = 1;
2747         long task_delta;
2748
2749         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
2750
2751         cfs_rq->throttled = 0;
2752
2753         update_rq_clock(rq);
2754
2755         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2756         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
2757         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
2758         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2759
2760         /* update hierarchical throttle state */
2761         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
2762
2763         if (!cfs_rq->load.weight)
2764                 return;
2765
2766         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2767         for_each_sched_entity(se) {
2768                 if (se->on_rq)
2769                         enqueue = 0;
2770
2771                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2772                 if (enqueue)
2773                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
2774                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
2775
2776                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2777                         break;
2778         }
2779
2780         if (!se)
2781                 rq->nr_running += task_delta;
2782
2783         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
2784         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
2785                 resched_task(rq->curr);
2786 }
2787
2788 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
2789                 u64 remaining, u64 expires)
2790 {
2791         struct cfs_rq *cfs_rq;
2792         u64 runtime = remaining;
2793
2794         rcu_read_lock();
2795         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
2796                                 throttled_list) {
2797                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2798
2799                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2800                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2801                         goto next;
2802
2803                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
2804                 if (runtime > remaining)
2805                         runtime = remaining;
2806                 remaining -= runtime;
2807
2808                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
2809                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2810
2811                 /* we check whether we're throttled above */
2812                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
2813                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2814
2815 next:
2816                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2817
2818                 if (!remaining)
2819                         break;
2820         }
2821         rcu_read_unlock();
2822
2823         return remaining;
2824 }
2825
2826 /*
2827  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
2828  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
2829  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
2830  * used to track this state.
2831  */
2832 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
2833 {
2834         u64 runtime, runtime_expires;
2835         int idle = 1, throttled;
2836
2837         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2838         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
2839         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2840                 goto out_unlock;
2841
2842         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2843         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
2844         idle = cfs_b->idle && !throttled;
2845         cfs_b->nr_periods += overrun;
2846
2847         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
2848         if (idle)
2849                 goto out_unlock;
2850
2851         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2852
2853         if (!throttled) {
2854                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
2855                 cfs_b->idle = 1;
2856                 goto out_unlock;
2857         }
2858
2859         /* account preceding periods in which throttling occurred */
2860         cfs_b->nr_throttled += overrun;
2861
2862         /*
2863          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
2864          * to unthrottle them before making it generally available.  This
2865          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
2866          * allowed to run.
2867          */
2868         runtime = cfs_b->runtime;
2869         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
2870         cfs_b->runtime = 0;
2871
2872         /*
2873          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
2874          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
2875          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
2876          */
2877         while (throttled && runtime > 0) {
2878                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2879                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
2880                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
2881                                                  runtime_expires);
2882                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2883
2884                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2885         }
2886
2887         /* return (any) remaining runtime */
2888         cfs_b->runtime = runtime;
2889         /*
2890          * While we are ensured activity in the period following an
2891          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
2892          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
2893          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
2894          */
2895         cfs_b->idle = 0;
2896 out_unlock:
2897         if (idle)
2898                 cfs_b->timer_active = 0;
2899         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2900
2901         return idle;
2902 }
2903
2904 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
2905 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
2906 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
2907 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
2908 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
2909 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
2910
2911 /* are we near the end of the current quota period? */
2912 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
2913 {
2914         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
2915         u64 remaining;
2916
2917         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
2918         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
2919                 return 1;
2920
2921         /* is a quota refresh about to occur? */
2922         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
2923         if (remaining < min_expire)
2924                 return 1;
2925
2926         return 0;
2927 }
2928
2929 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2930 {
2931         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
2932
2933         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
2934         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
2935                 return;
2936
2937         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
2938                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
2939 }
2940
2941 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
2942 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2943 {
2944         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2945         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
2946
2947         if (slack_runtime <= 0)
2948                 return;
2949
2950         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2951         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
2952             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
2953                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
2954
2955                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
2956                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
2957                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
2958                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
2959         }
2960         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2961
2962         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
2963         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
2964 }
2965
2966 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2967 {
2968         if (!cfs_bandwidth_used())
2969                 return;
2970
2971         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
2972                 return;
2973
2974         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2975 }
2976
2977 /*
2978  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
2979  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
2980  */
2981 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2982 {
2983         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
2984         u64 expires;
2985
2986         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
2987         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
2988                 return;
2989
2990         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2991         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
2992                 runtime = cfs_b->runtime;
2993                 cfs_b->runtime = 0;
2994         }
2995         expires = cfs_b->runtime_expires;
2996         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2997
2998         if (!runtime)
2999                 return;
3000
3001         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3002
3003         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3004         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3005                 cfs_b->runtime = runtime;
3006         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3007 }
3008
3009 /*
3010  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3011  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3012  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3013  */
3014 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3015 {
3016         if (!cfs_bandwidth_used())
3017                 return;
3018
3019         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3020         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3021                 return;
3022
3023         /* ensure the group is not already throttled */
3024         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3025                 return;
3026
3027         /* update runtime allocation */
3028         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3029         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3030                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3031 }
3032
3033 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3034 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3035 {
3036         if (!cfs_bandwidth_used())
3037                 return;
3038
3039         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3040                 return;
3041
3042         /*
3043          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3044          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3045          */
3046         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3047                 return;
3048
3049         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3050 }
3051
3052 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3053 {
3054         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3055                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3056         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3057
3058         return HRTIMER_NORESTART;
3059 }
3060
3061 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3062 {
3063         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3064                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3065         ktime_t now;
3066         int overrun;
3067         int idle = 0;
3068
3069         for (;;) {
3070                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3071                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3072
3073                 if (!overrun)
3074                         break;
3075
3076                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3077         }
3078
3079         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3080 }
3081
3082 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3083 {
3084         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3085         cfs_b->runtime = 0;
3086         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3087         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3088
3089         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3090         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3091         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3092         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3093         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3094 }
3095
3096 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3097 {
3098         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3099         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3100 }
3101
3102 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3103 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3104 {
3105         /*
3106          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3107          * period or because we're racing with the tear-down path
3108          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3109          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3110          */
3111         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
3112                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3113                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
3114                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3115
3116                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3117                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3118                 if (cfs_b->timer_active)
3119                         return;
3120         }
3121
3122         cfs_b->timer_active = 1;
3123         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3124 }
3125
3126 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3127 {
3128         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3129         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3130 }
3131
3132 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
3133 {
3134         struct cfs_rq *cfs_rq;
3135
3136         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3137                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3138
3139                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
3140                         continue;
3141
3142                 /*
3143                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
3144                  * there's some valid quota amount
3145                  */
3146                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
3147                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3148                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3149         }
3150 }
3151
3152 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3153 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3154 {
3155         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
3156 }
3157
3158 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
3159                                      unsigned long delta_exec) {}
3160 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3161 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3162 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3163
3164 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3165 {
3166         return 0;
3167 }
3168
3169 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3170 {
3171         return 0;
3172 }
3173
3174 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3175                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3176 {
3177         return 0;
3178 }
3179
3180 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3181
3182 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3183 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3184 #endif
3185
3186 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3187 {
3188         return NULL;
3189 }
3190 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3191 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
3192
3193 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3194
3195 /**************************************************
3196  * CFS operations on tasks:
3197  */
3198
3199 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3200 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3201 {
3202         struct sched_entity *se = &p->se;
3203         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3204
3205         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
3206
3207         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
3208                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
3209                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
3210                 s64 delta = slice - ran;
3211
3212                 if (delta < 0) {
3213                         if (rq->curr == p)
3214                                 resched_task(p);
3215                         return;
3216                 }
3217
3218                 /*
3219                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
3220                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
3221                  */
3222                 if (rq->curr != p)
3223                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
3224
3225                 hrtick_start(rq, delta);
3226         }
3227 }
3228
3229 /*
3230  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
3231  * current task is from our class and nr_running is low enough
3232  * to matter.
3233  */
3234 static void hrtick_update(struct rq *rq)
3235 {
3236         struct task_struct *curr = rq->curr;
3237
3238         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
3239                 return;
3240
3241         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
3242                 hrtick_start_fair(rq, curr);
3243 }
3244 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
3245 static inline void
3246 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3247 {
3248 }
3249
3250 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
3251 {
3252 }
3253 #endif
3254
3255 /*
3256  * The enqueue_task method is called before nr_running is
3257  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
3258  * then put the task into the rbtree:
3259  */
3260 static void
3261 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3262 {
3263         struct cfs_rq *cfs_rq;
3264         struct sched_entity *se = &p->se;
3265
3266         for_each_sched_entity(se) {
3267                 if (se->on_rq)
3268                         break;
3269                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3270                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
3271
3272                 /*
3273                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3274                  *
3275                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3276                  * post the final h_nr_running increment below.
3277                 */
3278                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3279                         break;
3280                 cfs_rq->h_nr_running++;
3281
3282                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
3283         }
3284
3285         for_each_sched_entity(se) {
3286                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3287                 cfs_rq->h_nr_running++;
3288
3289                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3290                         break;
3291
3292                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3293                 update_entity_load_avg(se, 1);
3294         }
3295
3296         if (!se) {
3297                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3298                 inc_nr_running(rq);
3299         }
3300         hrtick_update(rq);
3301 }
3302
3303 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
3304
3305 /*
3306  * The dequeue_task method is called before nr_running is
3307  * decreased. We remove the task from the rbtree and
3308  * update the fair scheduling stats:
3309  */
3310 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3311 {
3312         struct cfs_rq *cfs_rq;
3313         struct sched_entity *se = &p->se;
3314         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
3315
3316         for_each_sched_entity(se) {
3317                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3318                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
3319
3320                 /*
3321                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3322                  *
3323                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3324                  * post the final h_nr_running decrement below.
3325                 */
3326                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3327                         break;
3328                 cfs_rq->h_nr_running--;
3329
3330                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
3331                 if (cfs_rq->load.weight) {
3332                         /*
3333                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
3334                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
3335                          */
3336                         if (task_sleep && parent_entity(se))
3337                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
3338
3339                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
3340                         se = parent_entity(se);
3341                         break;
3342                 }
3343                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
3344         }
3345
3346         for_each_sched_entity(se) {
3347                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3348                 cfs_rq->h_nr_running--;
3349
3350                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3351                         break;
3352
3353                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3354                 update_entity_load_avg(se, 1);
3355         }
3356
3357         if (!se) {
3358                 dec_nr_running(rq);
3359                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
3360         }
3361         hrtick_update(rq);
3362 }
3363
3364 #ifdef CONFIG_SMP
3365 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
3366 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
3367 {
3368         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
3369 }
3370
3371 /*
3372  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
3373  * according to the scheduling class and "nice" value.
3374  *
3375  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
3376  * balance conservatively.
3377  */
3378 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
3379 {
3380         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3381         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3382
3383         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3384                 return total;
3385
3386         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
3387 }
3388
3389 /*
3390  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
3391  * according to the scheduling class and "nice" value.
3392  */
3393 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
3394 {
3395         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3396         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3397
3398         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3399                 return total;
3400
3401         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
3402 }
3403
3404 static unsigned long power_of(int cpu)
3405 {
3406         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
3407 }
3408
3409 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
3410 {
3411         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3412         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
3413         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
3414
3415         if (nr_running)
3416                 return load_avg / nr_running;
3417
3418         return 0;
3419 }
3420
3421 static void record_wakee(struct task_struct *p)
3422 {
3423         /*
3424          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
3425          * about the boundary, really active task won't care
3426          * about the loss.
3427          */
3428         if (jiffies > current->wakee_flip_decay_ts + HZ) {
3429                 current->wakee_flips = 0;
3430                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
3431         }
3432
3433         if (current->last_wakee != p) {
3434                 current->last_wakee = p;
3435                 current->wakee_flips++;
3436         }
3437 }
3438
3439 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
3440 {
3441         struct sched_entity *se = &p->se;
3442         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3443         u64 min_vruntime;
3444
3445 #ifndef CONFIG_64BIT
3446         u64 min_vruntime_copy;
3447
3448         do {
3449                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
3450                 smp_rmb();
3451                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3452         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
3453 #else
3454         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3455 #endif
3456
3457         se->vruntime -= min_vruntime;
3458         record_wakee(p);
3459 }
3460
3461 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3462 /*
3463  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
3464  *
3465  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
3466  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
3467  * can calculate the shift in shares.
3468  *
3469  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
3470  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
3471  * total group weight.
3472  *
3473  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
3474  * distribution (s_i) using:
3475  *
3476  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
3477  *
3478  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
3479  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
3480  * shares distribution (s_i):
3481  *
3482  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
3483  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
3484  *
3485  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
3486  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
3487  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
3488  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
3489  *
3490  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
3491  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
3492  *
3493  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
3494  *
3495  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
3496  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
3497  * weight and shares distributions like:
3498  *
3499  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
3500  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
3501  *
3502  * We can then compute the difference in effective weight by using:
3503  *
3504  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
3505  *
3506  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
3507  *
3508  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
3509  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
3510  * 4/7) times the weight of the group.
3511  */
3512 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3513 {
3514         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
3515
3516         if (!tg->parent || !wl) /* the trivial, non-cgroup case */
3517                 return wl;
3518
3519         for_each_sched_entity(se) {
3520                 long w, W;
3521
3522                 tg = se->my_q->tg;
3523
3524                 /*
3525                  * W = @wg + \Sum rw_j
3526                  */
3527                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
3528
3529                 /*
3530                  * w = rw_i + @wl
3531                  */
3532                 w = se->my_q->load.weight + wl;
3533
3534                 /*
3535                  * wl = S * s'_i; see (2)
3536                  */
3537                 if (W > 0 && w < W)
3538                         wl = (w * tg->shares) / W;
3539                 else
3540                         wl = tg->shares;
3541
3542                 /*
3543                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
3544                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
3545                  * calc_cfs_shares().
3546                  */
3547                 if (wl < MIN_SHARES)
3548                         wl = MIN_SHARES;
3549
3550                 /*
3551                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
3552                  */
3553                 wl -= se->load.weight;
3554
3555                 /*
3556                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
3557                  * the final effective load change on the root group. Since
3558                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
3559                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
3560                  * resulting from this level per the above.
3561                  */
3562                 wg = 0;
3563         }
3564
3565         return wl;
3566 }
3567 #else
3568
3569 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3570 {
3571         return wl;
3572 }
3573
3574 #endif
3575
3576 static int wake_wide(struct task_struct *p)
3577 {
3578         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
3579
3580         /*
3581          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
3582          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
3583          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
3584          */
3585         if (p->wakee_flips > factor) {
3586                 /*
3587                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
3588                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
3589                  * it alone.
3590                  */
3591                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
3592                         return 1;
3593         }
3594
3595         return 0;
3596 }
3597
3598 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
3599 {
3600         s64 this_load, load;
3601         int idx, this_cpu, prev_cpu;
3602         unsigned long tl_per_task;
3603         struct task_group *tg;
3604         unsigned long weight;
3605         int balanced;
3606
3607         /*
3608          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
3609          * ourselves around too much.
3610          */
3611         if (wake_wide(p))
3612                 return 0;
3613
3614         idx       = sd->wake_idx;
3615         this_cpu  = smp_processor_id();
3616         prev_cpu  = task_cpu(p);
3617         load      = source_load(prev_cpu, idx);
3618         this_load = target_load(this_cpu, idx);
3619
3620         /*
3621          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
3622          * effect of the currently running task from the load
3623          * of the current CPU:
3624          */
3625         if (sync) {
3626                 tg = task_group(current);
3627                 weight = current->se.load.weight;
3628
3629                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
3630                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
3631         }
3632
3633         tg = task_group(p);
3634         weight = p->se.load.weight;
3635
3636         /*
3637          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
3638          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
3639          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
3640          * about that, so that's good too.
3641          *
3642          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
3643          * task to be woken on this_cpu.
3644          */
3645         if (this_load > 0) {
3646                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
3647
3648                 this_eff_load = 100;
3649                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
3650                 this_eff_load *= this_load +
3651                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
3652
3653                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
3654                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
3655                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
3656
3657                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
3658         } else
3659                 balanced = true;
3660
3661         /*
3662          * If the currently running task will sleep within
3663          * a reasonable amount of time then attract this newly
3664          * woken task:
3665          */
3666         if (sync && balanced)
3667                 return 1;
3668
3669         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
3670         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3671
3672         if (balanced ||
3673             (this_load <= load &&
3674              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
3675                 /*
3676                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
3677                  * p is cache cold in this domain, and
3678                  * there is no bad imbalance.
3679                  */
3680                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
3681                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
3682
3683                 return 1;
3684         }
3685         return 0;
3686 }
3687
3688 /*
3689  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
3690  * domain.
3691  */
3692 static struct sched_group *
3693 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
3694                   int this_cpu, int load_idx)
3695 {
3696         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
3697         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
3698         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
3699
3700         do {
3701                 unsigned long load, avg_load;
3702                 int local_group;
3703                 int i;
3704
3705                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
3706                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
3707                                         tsk_cpus_allowed(p)))
3708                         continue;
3709
3710                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3711                                                sched_group_cpus(group));
3712
3713                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3714                 avg_load = 0;
3715
3716                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
3717                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3718                         if (local_group)
3719                                 load = source_load(i, load_idx);
3720                         else
3721                                 load = target_load(i, load_idx);
3722
3723                         avg_load += load;
3724                 }
3725
3726                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
3727                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
3728
3729                 if (local_group) {
3730                         this_load = avg_load;
3731                 } else if (avg_load < min_load) {
3732                         min_load = avg_load;
3733                         idlest = group;
3734                 }
3735         } while (group = group->next, group != sd->groups);
3736
3737         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
3738                 return NULL;
3739         return idlest;
3740 }
3741
3742 /*
3743  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
3744  */
3745 static int
3746 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
3747 {
3748         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
3749         int idlest = -1;
3750         int i;
3751
3752         /* Traverse only the allowed CPUs */
3753         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
3754                 load = weighted_cpuload(i);
3755
3756                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
3757                         min_load = load;
3758                         idlest = i;
3759                 }
3760         }
3761
3762         return idlest;
3763 }
3764
3765 /*
3766  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
3767  */
3768 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
3769 {
3770         struct sched_domain *sd;
3771         struct sched_group *sg;
3772         int i = task_cpu(p);
3773
3774         if (idle_cpu(target))
3775                 return target;
3776
3777         /*
3778          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
3779          */
3780         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
3781                 return i;
3782
3783         /*
3784          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
3785          */
3786         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
3787         for_each_lower_domain(sd) {
3788                 sg = sd->groups;
3789                 do {
3790                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
3791                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
3792                                 goto next;
3793
3794                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
3795                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
3796                                         goto next;
3797                         }
3798
3799                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
3800                                         tsk_cpus_allowed(p));
3801                         goto done;
3802 next:
3803                         sg = sg->next;
3804                 } while (sg != sd->groups);
3805         }
3806 done:
3807         return target;
3808 }
3809
3810 /*
3811  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
3812  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
3813  * SD_BALANCE_EXEC.
3814  *
3815  * Balance, ie. select the least loaded group.
3816  *
3817  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
3818  *
3819  * preempt must be disabled.
3820  */
3821 static int
3822 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
3823 {
3824         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
3825         int cpu = smp_processor_id();
3826         int new_cpu = cpu;
3827         int want_affine = 0;
3828         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
3829
3830         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
3831                 return prev_cpu;
3832
3833         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
3834                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
3835                         want_affine = 1;
3836                 new_cpu = prev_cpu;
3837         }
3838
3839         rcu_read_lock();
3840         for_each_domain(cpu, tmp) {
3841                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3842                         continue;
3843
3844                 /*
3845                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
3846                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
3847                  */
3848                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
3849                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
3850                         affine_sd = tmp;
3851                         break;
3852                 }
3853
3854                 if (tmp->flags & sd_flag)
3855                         sd = tmp;
3856         }
3857
3858         if (affine_sd) {
3859                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
3860                         prev_cpu = cpu;
3861
3862                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
3863                 goto unlock;
3864         }
3865
3866         while (sd) {
3867                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
3868                 struct sched_group *group;
3869                 int weight;
3870
3871                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
3872                         sd = sd->child;
3873                         continue;
3874                 }
3875
3876                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
3877                         load_idx = sd->wake_idx;
3878
3879                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
3880                 if (!group) {
3881                         sd = sd->child;
3882                         continue;
3883                 }
3884
3885                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
3886                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
3887                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
3888                         sd = sd->child;
3889                         continue;
3890                 }
3891
3892                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
3893                 cpu = new_cpu;
3894                 weight = sd->span_weight;
3895                 sd = NULL;
3896                 for_each_domain(cpu, tmp) {
3897                         if (weight <= tmp->span_weight)
3898                                 break;
3899                         if (tmp->flags & sd_flag)
3900                                 sd = tmp;
3901                 }
3902                 /* while loop will break here if sd == NULL */
3903         }
3904 unlock:
3905         rcu_read_unlock();
3906
3907         return new_cpu;
3908 }
3909
3910 /*
3911  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
3912  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
3913  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
3914  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
3915  */
3916 static void
3917 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
3918 {
3919         struct sched_entity *se = &p->se;
3920         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3921
3922         /*
3923          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
3924          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
3925          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
3926          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
3927          */
3928         if (se->avg.decay_count) {
3929                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
3930                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
3931                                                 &cfs_rq->removed_load);
3932         }
3933 }
3934 #endif /* CONFIG_SMP */
3935
3936 static unsigned long
3937 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3938 {
3939         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
3940
3941         /*
3942          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
3943          * to virtual-time in his units.
3944          *
3945          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
3946          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
3947          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
3948          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
3949          * be smaller, again penalizing the lighter task.
3950          *
3951          * This is especially important for buddies when the leftmost
3952          * task is higher priority than the buddy.
3953          */
3954         return calc_delta_fair(gran, se);
3955 }
3956
3957 /*
3958  * Should 'se' preempt 'curr'.
3959  *
3960  *             |s1
3961  *        |s2
3962  *   |s3
3963  *         g
3964  *      |<--->|c
3965  *
3966  *  w(c, s1) = -1
3967  *  w(c, s2) =  0
3968  *  w(c, s3) =  1
3969  *
3970  */
3971 static int
3972 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3973 {
3974         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
3975
3976         if (vdiff <= 0)
3977                 return -1;
3978
3979         gran = wakeup_gran(curr, se);
3980         if (vdiff > gran)
3981                 return 1;
3982
3983         return 0;
3984 }
3985
3986 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
3987 {
3988         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3989                 return;
3990
3991         for_each_sched_entity(se)
3992                 cfs_rq_of(se)->last = se;
3993 }
3994
3995 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
3996 {
3997         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3998                 return;
3999
4000         for_each_sched_entity(se)
4001                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4002 }
4003
4004 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4005 {
4006         for_each_sched_entity(se)
4007                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4008 }
4009
4010 /*
4011  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4012  */
4013 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4014 {
4015         struct task_struct *curr = rq->curr;
4016         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4017         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4018         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4019         int next_buddy_marked = 0;
4020
4021         if (unlikely(se == pse))
4022                 return;
4023
4024         /*
4025          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
4026          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4027          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4028          * next-buddy nomination below.
4029          */
4030         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4031                 return;
4032
4033         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4034                 set_next_buddy(pse);
4035                 next_buddy_marked = 1;
4036         }
4037
4038         /*
4039          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4040          * wake up path.
4041          *
4042          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4043          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4044          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4045          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4046          * below.
4047          */
4048         if (test_tsk_need_resched(curr))
4049                 return;
4050
4051         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4052         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4053             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4054                 goto preempt;
4055
4056         /*
4057          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4058          * is driven by the tick):
4059          */
4060         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4061                 return;
4062
4063         find_matching_se(&se, &pse);
4064         update_curr(cfs_rq_of(se));
4065         BUG_ON(!pse);
4066         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4067                 /*
4068                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4069                  * triggering this preemption.
4070                  */
4071                 if (!next_buddy_marked)
4072                         set_next_buddy(pse);
4073                 goto preempt;
4074         }
4075
4076         return;
4077
4078 preempt:
4079         resched_task(curr);
4080         /*
4081          * Only set the backward buddy when the current task is still
4082          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4083          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4084          * point, either of which can * drop the rq lock.
4085          *
4086          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4087          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4088          */
4089         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4090                 return;
4091
4092         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4093                 set_last_buddy(se);
4094 }
4095
4096 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
4097 {
4098         struct task_struct *p;
4099         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4100         struct sched_entity *se;
4101
4102         if (!cfs_rq->nr_running)
4103                 return NULL;
4104
4105         do {
4106                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
4107                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4108                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4109         } while (cfs_rq);
4110
4111         p = task_of(se);
4112         if (hrtick_enabled(rq))
4113                 hrtick_start_fair(rq, p);
4114
4115         return p;
4116 }
4117
4118 /*
4119  * Account for a descheduled task:
4120  */
4121 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4122 {
4123         struct sched_entity *se = &prev->se;
4124         struct cfs_rq *cfs_rq;
4125
4126         for_each_sched_entity(se) {
4127                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4128                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
4129         }
4130 }
4131
4132 /*
4133  * sched_yield() is very simple
4134  *
4135  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
4136  */
4137 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
4138 {
4139         struct task_struct *curr = rq->curr;
4140         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4141         struct sched_entity *se = &curr->se;
4142
4143         /*
4144          * Are we the only task in the tree?
4145          */
4146         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
4147                 return;
4148
4149         clear_buddies(cfs_rq, se);
4150
4151         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
4152                 update_rq_clock(rq);
4153                 /*
4154                  * Update run-time statistics of the 'current'.
4155                  */
4156                 update_curr(cfs_rq);
4157                 /*
4158                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
4159                  * so we don't do microscopic update in schedule()
4160                  * and double the fastpath cost.
4161                  */
4162                  rq->skip_clock_update = 1;
4163         }
4164
4165         set_skip_buddy(se);
4166 }
4167
4168 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
4169 {
4170         struct sched_entity *se = &p->se;
4171
4172         /* throttled hierarchies are not runnable */
4173         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
4174                 return false;
4175
4176         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
4177         set_next_buddy(se);
4178
4179         yield_task_fair(rq);
4180
4181         return true;
4182 }
4183
4184 #ifdef CONFIG_SMP
4185 /**************************************************
4186  * Fair scheduling class load-balancing methods.
4187  *
4188  * BASICS
4189  *
4190  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
4191  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
4192  * time to each task. This is expressed in the following equation:
4193  *
4194  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
4195  *
4196  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
4197  * W_i,0 is defined as:
4198  *
4199  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
4200  *
4201  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
4202  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
4203  *
4204  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
4205  * weight:
4206  *
4207  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
4208  *
4209  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
4210  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
4211  * can also include other factors [XXX].
4212  *
4213  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
4214  * directly from (1):
4215  *
4216  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
4217  *
4218  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
4219  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
4220  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
4221  *
4222  * [XXX expand on:
4223  *     - infeasible weights;
4224  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
4225  *
4226  *
4227  * SCHED DOMAINS
4228  *
4229  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
4230  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
4231  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
4232  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
4233  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
4234  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
4235  * the groups.
4236  *
4237  * This yields:
4238  *
4239  *     log_2 n     1     n
4240  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
4241  *     i = 0      2^i   2^i
4242  *                               `- size of each group
4243  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
4244  *         |         `- freq
4245  *         `- sum over all levels
4246  *
4247  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
4248  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
4249  *
4250  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
4251  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
4252  *
4253  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
4254  *
4255  *             log_2 n     
4256  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
4257  *             k = 0
4258  *
4259  * And you'll find that:
4260  *
4261  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
4262  *
4263  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
4264  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
4265  * of:
4266  *
4267  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
4268  *
4269  *
4270  * WORK CONSERVING
4271  *
4272  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
4273  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
4274  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
4275  *
4276  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
4277  * time.
4278  *
4279  * [XXX more?]
4280  *
4281  *
4282  * CGROUPS
4283  *
4284  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
4285  *
4286  *                                s_k,i
4287  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
4288  *                                 S_k
4289  *
4290  * Where
4291  *
4292  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
4293  *
4294  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
4295  *
4296  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
4297  * property.
4298  *
4299  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
4300  *      rewrite all of this once again.]
4301  */ 
4302
4303 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
4304
4305 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
4306 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
4307 #define LBF_DST_PINNED  0x04
4308 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
4309
4310 struct lb_env {
4311         struct sched_domain     *sd;
4312
4313         struct rq               *src_rq;
4314         int                     src_cpu;
4315
4316         int                     dst_cpu;
4317         struct rq               *dst_rq;
4318
4319         struct cpumask          *dst_grpmask;
4320         int                     new_dst_cpu;
4321         enum cpu_idle_type      idle;
4322         long                    imbalance;
4323         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
4324         struct cpumask          *cpus;
4325
4326         unsigned int            flags;
4327
4328         unsigned int            loop;
4329         unsigned int            loop_break;
4330         unsigned int            loop_max;
4331 };
4332
4333 /*
4334  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
4335  * Both runqueues must be locked.
4336  */
4337 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4338 {
4339         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
4340         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
4341         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
4342         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
4343 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4344         if (p->numa_preferred_nid != -1) {
4345                 int src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4346                 int dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4347
4348                 /*
4349                  * If the load balancer has moved the task then limit
4350                  * migrations from taking place in the short term in
4351                  * case this is a short-lived migration.
4352                  */
4353                 if (src_nid != dst_nid && dst_nid != p->numa_preferred_nid)
4354                         p->numa_migrate_seq = 0;
4355         }
4356 #endif
4357 }
4358
4359 /*
4360  * Is this task likely cache-hot:
4361  */
4362 static int
4363 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
4364 {
4365         s64 delta;
4366
4367         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
4368                 return 0;
4369
4370         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
4371                 return 0;
4372
4373         /*
4374          * Buddy candidates are cache hot:
4375          */
4376         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
4377                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
4378                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
4379                 return 1;
4380
4381         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
4382                 return 1;
4383         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
4384                 return 0;
4385
4386         delta = now - p->se.exec_start;
4387
4388         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
4389 }
4390
4391 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4392 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
4393 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4394 {
4395         int src_nid, dst_nid;
4396
4397         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults ||
4398             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
4399                 return false;
4400         }
4401
4402         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4403         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4404
4405         if (src_nid == dst_nid ||
4406             p->numa_migrate_seq >= sysctl_numa_balancing_settle_count)
4407                 return false;
4408
4409         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
4410             task_faults(p, dst_nid) > task_faults(p, src_nid))
4411                 return true;
4412
4413         return false;
4414 }
4415
4416
4417 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4418 {
4419         int src_nid, dst_nid;
4420
4421         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
4422                 return false;
4423
4424         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
4425                 return false;
4426
4427         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4428         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4429
4430         if (src_nid == dst_nid ||
4431             p->numa_migrate_seq >= sysctl_numa_balancing_settle_count)
4432                 return false;
4433
4434         if (task_faults(p, dst_nid) < task_faults(p, src_nid))
4435                 return true;
4436
4437         return false;
4438 }
4439
4440 #else
4441 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
4442                                              struct lb_env *env)
4443 {
4444         return false;
4445 }
4446
4447 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
4448                                              struct lb_env *env)
4449 {
4450         return false;
4451 }
4452 #endif
4453
4454 /*
4455  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
4456  */
4457 static
4458 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4459 {
4460         int tsk_cache_hot = 0;
4461         /*
4462          * We do not migrate tasks that are:
4463          * 1) throttled_lb_pair, or
4464          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
4465          * 3) running (obviously), or
4466          * 4) are cache-hot on their current CPU.
4467          */
4468         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
4469                 return 0;
4470
4471         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4472                 int cpu;
4473
4474                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
4475
4476                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
4477
4478                 /*
4479                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
4480                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
4481                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
4482                  *
4483                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
4484                  * one in current iteration.
4485                  */
4486                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
4487                         return 0;
4488
4489                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
4490                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
4491                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4492                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
4493                                 env->new_dst_cpu = cpu;
4494                                 break;
4495                         }
4496                 }
4497
4498                 return 0;
4499         }
4500
4501         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
4502         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
4503
4504         if (task_running(env->src_rq, p)) {
4505                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
4506                 return 0;
4507         }
4508
4509         /*
4510          * Aggressive migration if:
4511          * 1) destination numa is preferred
4512          * 2) task is cache cold, or
4513          * 3) too many balance attempts have failed.
4514          */
4515         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq), env->sd);
4516         if (!tsk_cache_hot)
4517                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
4518
4519         if (migrate_improves_locality(p, env)) {
4520 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4521                 if (tsk_cache_hot) {
4522                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4523                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4524                 }
4525 #endif
4526                 return 1;
4527         }
4528
4529         if (!tsk_cache_hot ||
4530                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
4531
4532                 if (tsk_cache_hot) {
4533                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4534                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4535                 }
4536
4537                 return 1;
4538         }
4539
4540         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
4541         return 0;
4542 }
4543
4544 /*
4545  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
4546  * part of active balancing operations within "domain".
4547  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4548  *
4549  * Called with both runqueues locked.
4550  */
4551 static int move_one_task(struct lb_env *env)
4552 {
4553         struct task_struct *p, *n;
4554
4555         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
4556                 if (!can_migrate_task(p, env))
4557                         continue;
4558
4559                 move_task(p, env);
4560                 /*
4561                  * Right now, this is only the second place move_task()
4562                  * is called, so we can safely collect move_task()
4563                  * stats here rather than inside move_task().
4564                  */
4565                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
4566                 return 1;
4567         }
4568         return 0;
4569 }
4570
4571 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
4572
4573 /*
4574  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
4575  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
4576  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4577  *
4578  * Called with both runqueues locked.
4579  */
4580 static int move_tasks(struct lb_env *env)
4581 {
4582         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
4583         struct task_struct *p;
4584         unsigned long load;
4585         int pulled = 0;
4586
4587         if (env->imbalance <= 0)
4588                 return 0;
4589
4590         while (!list_empty(tasks)) {
4591                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
4592
4593                 env->loop++;
4594                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
4595                 if (env->loop > env->loop_max)
4596                         break;
4597
4598                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
4599                 if (env->loop > env->loop_break) {
4600                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
4601                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
4602                         break;
4603                 }
4604
4605                 if (!can_migrate_task(p, env))
4606                         goto next;
4607
4608                 load = task_h_load(p);
4609
4610                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
4611                         goto next;
4612
4613                 if ((load / 2) > env->imbalance)
4614                         goto next;
4615
4616                 move_task(p, env);
4617                 pulled++;
4618                 env->imbalance -= load;
4619
4620 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4621                 /*
4622                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
4623                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
4624                  * the critical section.
4625                  */
4626                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
4627                         break;
4628 #endif
4629
4630                 /*
4631                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
4632                  * weighted load.
4633                  */
4634                 if (env->imbalance <= 0)
4635                         break;
4636
4637                 continue;
4638 next:
4639                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
4640         }
4641
4642         /*
4643          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
4644          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
4645          * inside move_task().
4646          */
4647         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
4648
4649         return pulled;
4650 }
4651
4652 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4653 /*
4654  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
4655  */
4656 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
4657 {
4658         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4659         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4660
4661         /* throttled entities do not contribute to load */
4662         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
4663                 return;
4664
4665         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
4666
4667         if (se) {
4668                 update_entity_load_avg(se, 1);
4669                 /*
4670                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
4671                  * list removal.  This generally implies that all our children
4672                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
4673                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
4674                  * at enqueue.
4675                  *
4676                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
4677                  */
4678                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
4679                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4680         } else {
4681                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4682                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
4683         }
4684 }
4685
4686 static void update_blocked_averages(int cpu)
4687 {
4688         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4689         struct cfs_rq *cfs_rq;
4690         unsigned long flags;
4691
4692         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4693         update_rq_clock(rq);
4694         /*
4695          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
4696          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
4697          */
4698         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4699                 /*
4700                  * Note: We may want to consider periodically releasing
4701                  * rq->lock about these updates so that creating many task
4702                  * groups does not result in continually extending hold time.
4703                  */
4704                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
4705         }
4706
4707         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4708 }
4709
4710 /*
4711  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
4712  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
4713  * group is a fraction of its parents load.
4714  */
4715 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
4716 {
4717         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4718         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4719         unsigned long now = jiffies;
4720         unsigned long load;
4721
4722         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
4723                 return;
4724
4725         cfs_rq->h_load_next = NULL;
4726         for_each_sched_entity(se) {
4727                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4728                 cfs_rq->h_load_next = se;
4729                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
4730                         break;
4731         }
4732
4733         if (!se) {
4734                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
4735                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
4736         }
4737
4738         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
4739                 load = cfs_rq->h_load;
4740                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
4741                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
4742                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4743                 cfs_rq->h_load = load;
4744                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
4745         }
4746 }
4747
4748 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
4749 {
4750         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
4751
4752         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
4753         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
4754                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
4755 }
4756 #else
4757 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
4758 {
4759 }
4760
4761 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
4762 {
4763         return p->se.avg.load_avg_contrib;
4764 }
4765 #endif
4766
4767 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
4768 /*
4769  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
4770  */
4771 struct sg_lb_stats {
4772         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
4773         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
4774         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
4775         unsigned long load_per_task;
4776         unsigned long group_power;
4777         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
4778         unsigned int group_capacity;
4779         unsigned int idle_cpus;
4780         unsigned int group_weight;
4781         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
4782         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
4783 };
4784
4785 /*
4786  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
4787  *               during load balancing.
4788  */
4789 struct sd_lb_stats {
4790         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
4791         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
4792         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
4793         unsigned long total_pwr;        /* Total power of all groups in sd */
4794         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
4795
4796         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
4797         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
4798 };
4799
4800 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
4801 {
4802         /*
4803          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
4804          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
4805          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
4806          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
4807          */
4808         *sds = (struct sd_lb_stats){
4809                 .busiest = NULL,
4810                 .local = NULL,
4811                 .total_load = 0UL,
4812                 .total_pwr = 0UL,
4813                 .busiest_stat = {
4814                         .avg_load = 0UL,
4815                 },
4816         };
4817 }
4818
4819 /**
4820  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
4821  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
4822  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
4823  *
4824  * Return: The load index.
4825  */
4826 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
4827                                         enum cpu_idle_type idle)
4828 {
4829         int load_idx;
4830
4831         switch (idle) {
4832         case CPU_NOT_IDLE:
4833                 load_idx = sd->busy_idx;
4834                 break;
4835
4836         case CPU_NEWLY_IDLE:
4837                 load_idx = sd->newidle_idx;
4838                 break;
4839         default:
4840                 load_idx = sd->idle_idx;
4841                 break;
4842         }
4843
4844         return load_idx;
4845 }
4846
4847 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4848 {
4849         return SCHED_POWER_SCALE;
4850 }
4851
4852 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4853 {
4854         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
4855 }
4856
4857 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4858 {
4859         unsigned long weight = sd->span_weight;
4860         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
4861
4862         smt_gain /= weight;
4863
4864         return smt_gain;
4865 }
4866
4867 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4868 {
4869         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
4870 }
4871
4872 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
4873 {
4874         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4875         u64 total, available, age_stamp, avg;
4876
4877         /*
4878          * Since we're reading these variables without serialization make sure
4879          * we read them once before doing sanity checks on them.
4880          */
4881         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
4882         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
4883
4884         total = sched_avg_period() + (rq_clock(rq) - age_stamp);
4885
4886         if (unlikely(total < avg)) {
4887                 /* Ensures that power won't end up being negative */
4888                 available = 0;
4889         } else {
4890                 available = total - avg;
4891         }
4892
4893         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
4894                 total = SCHED_POWER_SCALE;
4895
4896         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4897
4898         return div_u64(available, total);
4899 }
4900
4901 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4902 {
4903         unsigned long weight = sd->span_weight;
4904         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
4905         struct sched_group *sdg = sd->groups;
4906
4907         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
4908                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
4909                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
4910                 else
4911                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
4912
4913                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4914         }
4915
4916         sdg->sgp->power_orig = power;
4917
4918         if (sched_feat(ARCH_POWER))
4919                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
4920         else
4921                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
4922
4923         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4924
4925         power *= scale_rt_power(cpu);
4926         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4927
4928         if (!power)
4929                 power = 1;
4930
4931         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
4932         sdg->sgp->power = power;
4933 }
4934
4935 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4936 {
4937         struct sched_domain *child = sd->child;
4938         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
4939         unsigned long power, power_orig;
4940         unsigned long interval;
4941
4942         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4943         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
4944         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
4945
4946         if (!child) {
4947                 update_cpu_power(sd, cpu);
4948                 return;
4949         }
4950
4951         power_orig = power = 0;
4952
4953         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
4954                 /*
4955                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
4956                  * span the current group.
4957                  */
4958
4959                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
4960                         struct sched_group *sg = cpu_rq(cpu)->sd->groups;
4961
4962                         power_orig += sg->sgp->power_orig;
4963                         power += sg->sgp->power;
4964                 }
4965         } else  {
4966                 /*
4967                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
4968                  * span the current group.
4969                  */ 
4970
4971                 group = child->groups;
4972                 do {
4973                         power_orig += group->sgp->power_orig;
4974                         power += group->sgp->power;
4975                         group = group->next;
4976                 } while (group != child->groups);
4977         }
4978
4979         sdg->sgp->power_orig = power_orig;
4980         sdg->sgp->power = power;
4981 }
4982
4983 /*
4984  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
4985  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
4986  * which on its own isn't powerful enough.
4987  *
4988  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
4989  */
4990 static inline int
4991 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
4992 {
4993         /*
4994          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
4995          */
4996         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
4997                 return 0;
4998
4999         /*
5000          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
5001          */
5002         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
5003                 return 1;
5004
5005         return 0;
5006 }
5007
5008 /*
5009  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
5010  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
5011  *
5012  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
5013  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
5014  * Something like:
5015  *
5016  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
5017  *              *     * * *
5018  *
5019  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
5020  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
5021  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
5022  *
5023  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
5024  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
5025  * moving tasks due to affinity constraints.
5026  *
5027  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
5028  * update_sd_pick_busiest(). And calculcate_imbalance() and
5029  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
5030  * to create an effective group imbalance.
5031  *
5032  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
5033  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
5034  * subtle and fragile situation.
5035  */
5036
5037 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
5038 {
5039         return group->sgp->imbalance;
5040 }
5041
5042 /*
5043  * Compute the group capacity.
5044  *
5045  * Avoid the issue where N*frac(smt_power) >= 1 creates 'phantom' cores by
5046  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
5047  * and limit power unit capacity with that.
5048  */
5049 static inline int sg_capacity(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
5050 {
5051         unsigned int capacity, smt, cpus;
5052         unsigned int power, power_orig;
5053
5054         power = group->sgp->power;
5055         power_orig = group->sgp->power_orig;
5056         cpus = group->group_weight;
5057
5058         /* smt := ceil(cpus / power), assumes: 1 < smt_power < 2 */
5059         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_POWER_SCALE * cpus, power_orig);
5060         capacity = cpus / smt; /* cores */
5061
5062         capacity = min_t(unsigned, capacity, DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE));
5063         if (!capacity)
5064                 capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5065
5066         return capacity;
5067 }
5068
5069 /**
5070  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
5071  * @env: The load balancing environment.
5072  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
5073  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
5074  * @local_group: Does group contain this_cpu.
5075  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
5076  */
5077 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
5078                         struct sched_group *group, int load_idx,
5079                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
5080 {
5081         unsigned long nr_running;
5082         unsigned long load;
5083         int i;
5084
5085         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
5086
5087         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5088                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5089
5090                 nr_running = rq->nr_running;
5091
5092                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5093                 if (local_group)
5094                         load = target_load(i, load_idx);
5095                 else
5096                         load = source_load(i, load_idx);
5097
5098                 sgs->group_load += load;
5099                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
5100                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
5101                 if (idle_cpu(i))
5102                         sgs->idle_cpus++;
5103         }
5104
5105         /* Adjust by relative CPU power of the group */
5106         sgs->group_power = group->sgp->power;
5107         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / sgs->group_power;
5108
5109         if (sgs->sum_nr_running)
5110                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
5111
5112         sgs->group_weight = group->group_weight;
5113
5114         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
5115         sgs->group_capacity = sg_capacity(env, group);
5116
5117         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
5118                 sgs->group_has_capacity = 1;
5119 }
5120
5121 /**
5122  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
5123  * @env: The load balancing environment.
5124  * @sds: sched_domain statistics
5125  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
5126  * @sgs: sched_group statistics
5127  *
5128  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
5129  * busiest group.
5130  *
5131  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
5132  * busiest group. %false otherwise.
5133  */
5134 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
5135                                    struct sd_lb_stats *sds,
5136                                    struct sched_group *sg,
5137                                    struct sg_lb_stats *sgs)
5138 {
5139         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
5140                 return false;
5141
5142         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
5143                 return true;
5144
5145         if (sgs->group_imb)
5146                 return true;
5147
5148         /*
5149          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
5150          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
5151          * higher than ourself as busy.
5152          */
5153         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
5154             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
5155                 if (!sds->busiest)
5156                         return true;
5157
5158                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
5159                         return true;
5160         }
5161
5162         return false;
5163 }
5164
5165 /**
5166  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
5167  * @env: The load balancing environment.
5168  * @balance: Should we balance.
5169  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
5170  */
5171 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env,
5172                                         struct sd_lb_stats *sds)
5173 {
5174         struct sched_domain *child = env->sd->child;
5175         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5176         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
5177         int load_idx, prefer_sibling = 0;
5178
5179         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
5180                 prefer_sibling = 1;
5181
5182         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
5183
5184         do {
5185                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
5186                 int local_group;
5187
5188                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
5189                 if (local_group) {
5190                         sds->local = sg;
5191                         sgs = &sds->local_stat;
5192
5193                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
5194                             time_after_eq(jiffies, sg->sgp->next_update))
5195                                 update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
5196                 }
5197
5198                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs);
5199
5200                 if (local_group)
5201                         goto next_group;
5202
5203                 /*
5204                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
5205                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
5206                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
5207                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
5208                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
5209                  * extra check prevents the case where you always pull from the
5210                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
5211                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
5212                  */
5213                 if (prefer_sibling && sds->local &&
5214                     sds->local_stat.group_has_capacity)
5215                         sgs->group_capacity = min(sgs->group_capacity, 1U);
5216
5217                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
5218                         sds->busiest = sg;
5219                         sds->busiest_stat = *sgs;
5220                 }
5221
5222 next_group:
5223                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
5224                 sds->total_load += sgs->group_load;
5225                 sds->total_pwr += sgs->group_power;
5226
5227                 sg = sg->next;
5228         } while (sg != env->sd->groups);
5229 }
5230
5231 /**
5232  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
5233  *                      sched doman.
5234  *
5235  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
5236  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
5237  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
5238  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
5239  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
5240  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
5241  *
5242  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
5243  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
5244  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
5245  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
5246  * number.
5247  *
5248  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
5249  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
5250  *
5251  * @env: The load balancing environment.
5252  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
5253  */
5254 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5255 {
5256         int busiest_cpu;
5257
5258         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
5259                 return 0;
5260
5261         if (!sds->busiest)
5262                 return 0;
5263
5264         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
5265         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
5266                 return 0;
5267
5268         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
5269                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_power,
5270                 SCHED_POWER_SCALE);
5271
5272         return 1;
5273 }
5274
5275 /**
5276  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
5277  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
5278  *                      load balancing.
5279  * @env: The load balancing environment.
5280  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5281  */
5282 static inline
5283 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5284 {
5285         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
5286         unsigned int imbn = 2;
5287         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
5288         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5289
5290         local = &sds->local_stat;
5291         busiest = &sds->busiest_stat;
5292
5293         if (!local->sum_nr_running)
5294                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
5295         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
5296                 imbn = 1;
5297
5298         scaled_busy_load_per_task =
5299                 (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5300                 busiest->group_power;
5301
5302         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
5303             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
5304                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5305                 return;
5306         }
5307
5308         /*
5309          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
5310          * however we may be able to increase total CPU power used by
5311          * moving them.
5312          */
5313
5314         pwr_now += busiest->group_power *
5315                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
5316         pwr_now += local->group_power *
5317                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
5318         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
5319
5320         /* Amount of load we'd subtract */
5321         tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5322                 busiest->group_power;
5323         if (busiest->avg_load > tmp) {
5324                 pwr_move += busiest->group_power *
5325                             min(busiest->load_per_task,
5326                                 busiest->avg_load - tmp);
5327         }
5328
5329         /* Amount of load we'd add */
5330         if (busiest->avg_load * busiest->group_power <
5331             busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) {
5332                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_power) /
5333                       local->group_power;
5334         } else {
5335                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5336                       local->group_power;
5337         }
5338         pwr_move += local->group_power *
5339                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
5340         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
5341
5342         /* Move if we gain throughput */
5343         if (pwr_move > pwr_now)
5344                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5345 }
5346
5347 /**
5348  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
5349  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
5350  * @env: load balance environment
5351  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5352  */
5353 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5354 {
5355         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
5356         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5357
5358         local = &sds->local_stat;
5359         busiest = &sds->busiest_stat;
5360
5361         if (busiest->group_imb) {
5362                 /*
5363                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
5364                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
5365                  */
5366                 busiest->load_per_task =
5367                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
5368         }
5369
5370         /*
5371          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
5372          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
5373          * its cpu_power, while calculating max_load..)
5374          */
5375         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
5376             local->avg_load >= sds->avg_load) {
5377                 env->imbalance = 0;
5378                 return fix_small_imbalance(env, sds);
5379         }
5380
5381         if (!busiest->group_imb) {
5382                 /*
5383                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
5384                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
5385                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
5386                  */
5387                 load_above_capacity =
5388                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity);
5389
5390                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
5391                 load_above_capacity /= busiest->group_power;
5392         }
5393
5394         /*
5395          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
5396          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
5397          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
5398          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
5399          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
5400          * for the minimum possible imbalance.
5401          */
5402         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
5403
5404         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
5405         env->imbalance = min(
5406                 max_pull * busiest->group_power,
5407                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_power
5408         ) / SCHED_POWER_SCALE;
5409
5410         /*
5411          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
5412          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
5413          * a think about bumping its value to force at least one task to be
5414          * moved
5415          */
5416         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
5417                 return fix_small_imbalance(env, sds);
5418 }
5419
5420 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
5421
5422 /**
5423  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
5424  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
5425  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
5426  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
5427  * such a group exists.
5428  *
5429  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
5430  * to restore balance.
5431  *
5432  * @env: The load balancing environment.
5433  *
5434  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
5435  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
5436  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
5437  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
5438  */
5439 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
5440 {
5441         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5442         struct sd_lb_stats sds;
5443
5444         init_sd_lb_stats(&sds);
5445
5446         /*
5447          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
5448          * this level.
5449          */
5450         update_sd_lb_stats(env, &sds);
5451         local = &sds.local_stat;
5452         busiest = &sds.busiest_stat;
5453
5454         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
5455             check_asym_packing(env, &sds))
5456                 return sds.busiest;
5457
5458         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
5459         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
5460                 goto out_balanced;
5461
5462         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
5463
5464         /*
5465          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
5466          * work because they assume all things are equal, which typically
5467          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
5468          */
5469         if (busiest->group_imb)
5470                 goto force_balance;
5471
5472         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
5473         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_capacity &&
5474             !busiest->group_has_capacity)
5475                 goto force_balance;
5476
5477         /*
5478          * If the local group is more busy than the selected busiest group
5479          * don't try and pull any tasks.
5480          */
5481         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
5482                 goto out_balanced;
5483
5484         /*
5485          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
5486          * average load.
5487          */
5488         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
5489                 goto out_balanced;
5490
5491         if (env->idle == CPU_IDLE) {
5492                 /*
5493                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
5494                  * have more tasks than the number of available cpu's and
5495                  * there is no imbalance between this and busiest group
5496                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
5497                  */
5498                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
5499                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
5500                         goto out_balanced;
5501         } else {
5502                 /*
5503                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
5504                  * imbalance_pct to be conservative.
5505                  */
5506                 if (100 * busiest->avg_load <=
5507                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
5508                         goto out_balanced;
5509         }
5510
5511 force_balance:
5512         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
5513         calculate_imbalance(env, &sds);
5514         return sds.busiest;
5515
5516 out_balanced:
5517         env->imbalance = 0;
5518         return NULL;
5519 }
5520
5521 /*
5522  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
5523  */
5524 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
5525                                      struct sched_group *group)
5526 {
5527         struct rq *busiest = NULL, *rq;
5528         unsigned long busiest_load = 0, busiest_power = 1;
5529         int i;
5530
5531         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5532                 unsigned long power = power_of(i);
5533                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
5534                                                            SCHED_POWER_SCALE);
5535                 unsigned long wl;
5536
5537                 if (!capacity)
5538                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5539
5540                 rq = cpu_rq(i);
5541                 wl = weighted_cpuload(i);
5542
5543                 /*
5544                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
5545                  * which is not scaled with the cpu power.
5546                  */
5547                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
5548                         continue;
5549
5550                 /*
5551                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
5552                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
5553                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
5554                  * running at a lower capacity.
5555                  *
5556                  * Thus we're looking for max(wl_i / power_i), crosswise
5557                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
5558                  * to: wl_i * power_j > wl_j * power_i;  where j is our
5559                  * previous maximum.
5560                  */
5561                 if (wl * busiest_power > busiest_load * power) {
5562                         busiest_load = wl;
5563                         busiest_power = power;
5564                         busiest = rq;
5565                 }
5566         }
5567
5568         return busiest;
5569 }
5570
5571 /*
5572  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
5573  * so long as it is large enough.
5574  */
5575 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
5576
5577 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
5578 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5579
5580 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
5581 {
5582         struct sched_domain *sd = env->sd;
5583
5584         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
5585
5586                 /*
5587                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
5588                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
5589                  * lowest numbered CPUs.
5590                  */
5591                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
5592                         return 1;
5593         }
5594
5595         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
5596 }
5597
5598 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
5599
5600 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
5601 {
5602         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5603         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
5604         int cpu, balance_cpu = -1;
5605
5606         /*
5607          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
5608          * to do the newly idle load balance.
5609          */
5610         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5611                 return 1;
5612
5613         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
5614         sg_mask = sched_group_mask(sg);
5615         /* Try to find first idle cpu */
5616         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
5617                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
5618                         continue;
5619
5620                 balance_cpu = cpu;
5621                 break;
5622         }
5623
5624         if (balance_cpu == -1)
5625                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
5626
5627         /*
5628          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
5629          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
5630          */
5631         return balance_cpu == env->dst_cpu;
5632 }
5633
5634 /*
5635  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
5636  * tasks if there is an imbalance.
5637  */
5638 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
5639                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
5640                         int *continue_balancing)
5641 {
5642         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
5643         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
5644         struct sched_group *group;
5645         struct rq *busiest;
5646         unsigned long flags;
5647         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
5648
5649         struct lb_env env = {
5650                 .sd             = sd,
5651                 .dst_cpu        = this_cpu,
5652                 .dst_rq         = this_rq,
5653                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
5654                 .idle           = idle,
5655                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
5656                 .cpus           = cpus,
5657         };
5658
5659         /*
5660          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
5661          * other cpus in our group
5662          */
5663         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5664                 env.dst_grpmask = NULL;
5665
5666         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
5667
5668         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
5669
5670 redo:
5671         if (!should_we_balance(&env)) {
5672                 *continue_balancing = 0;
5673                 goto out_balanced;
5674         }
5675
5676         group = find_busiest_group(&env);
5677         if (!group) {
5678                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
5679                 goto out_balanced;
5680         }
5681
5682         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
5683         if (!busiest) {
5684                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
5685                 goto out_balanced;
5686         }
5687
5688         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
5689
5690         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
5691
5692         ld_moved = 0;
5693         if (busiest->nr_running > 1) {
5694                 /*
5695                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
5696                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
5697                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
5698                  * correctly treated as an imbalance.
5699                  */
5700                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
5701                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
5702                 env.src_rq    = busiest;
5703                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
5704
5705 more_balance:
5706                 local_irq_save(flags);
5707                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
5708
5709                 /*
5710                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
5711                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
5712                  */
5713                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
5714                 ld_moved += cur_ld_moved;
5715                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
5716                 local_irq_restore(flags);
5717
5718                 /*
5719                  * some other cpu did the load balance for us.
5720                  */
5721                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
5722                         resched_cpu(env.dst_cpu);
5723
5724                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
5725                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
5726                         goto more_balance;
5727                 }
5728
5729                 /*
5730                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
5731                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
5732                  * where they can run. The upper limit on how many times we
5733                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
5734                  * sched_group.
5735                  *
5736                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
5737                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
5738                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
5739                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
5740                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
5741                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
5742                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
5743                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
5744                  * This however should not happen so much in practice and
5745                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
5746                  * excess load moved.
5747                  */
5748                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
5749
5750                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5751                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
5752
5753                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
5754                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
5755                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
5756                         env.loop         = 0;
5757                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
5758
5759                         /*
5760                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
5761                          * need to continue with same src_cpu.
5762                          */
5763                         goto more_balance;
5764                 }
5765
5766                 /*
5767                  * We failed to reach balance because of affinity.
5768                  */
5769                 if (sd_parent) {
5770                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgp->imbalance;
5771
5772                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
5773                                 *group_imbalance = 1;
5774                         } else if (*group_imbalance)
5775                                 *group_imbalance = 0;
5776                 }
5777
5778                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
5779                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
5780                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
5781                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
5782                                 env.loop = 0;
5783                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
5784                                 goto redo;
5785                         }
5786                         goto out_balanced;
5787                 }
5788         }
5789
5790         if (!ld_moved) {
5791                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
5792                 /*
5793                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
5794                  * We do not want newidle balance, which can be very
5795                  * frequent, pollute the failure counter causing
5796                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
5797                  */
5798                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
5799                         sd->nr_balance_failed++;
5800
5801                 if (need_active_balance(&env)) {
5802                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
5803
5804                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
5805                          * if the curr task on busiest cpu can't be
5806                          * moved to this_cpu
5807                          */
5808                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
5809                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
5810                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
5811                                                             flags);
5812                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
5813                                 goto out_one_pinned;
5814                         }
5815
5816                         /*
5817                          * ->active_balance synchronizes accesses to
5818                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
5819                          * only after active load balance is finished.
5820                          */
5821                         if (!busiest->active_balance) {
5822                                 busiest->active_balance = 1;
5823                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
5824                                 active_balance = 1;
5825                         }
5826                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
5827
5828                         if (active_balance) {
5829                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
5830                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
5831                                         &busiest->active_balance_work);
5832                         }
5833
5834                         /*
5835                          * We've kicked active balancing, reset the failure
5836                          * counter.
5837                          */
5838                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
5839                 }
5840         } else
5841                 sd->nr_balance_failed = 0;
5842
5843         if (likely(!active_balance)) {
5844                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
5845                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
5846         } else {
5847                 /*
5848                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
5849                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
5850                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
5851                  * move_tasks).
5852                  */
5853                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
5854                         sd->balance_interval *= 2;
5855         }
5856
5857         goto out;
5858
5859 out_balanced:
5860         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
5861
5862         sd->nr_balance_failed = 0;
5863
5864 out_one_pinned:
5865         /* tune up the balancing interval */
5866         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
5867                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
5868                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
5869                 sd->balance_interval *= 2;
5870
5871         ld_moved = 0;
5872 out:
5873         return ld_moved;
5874 }
5875
5876 /*
5877  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
5878  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
5879  */
5880 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
5881 {
5882         struct sched_domain *sd;
5883         int pulled_task = 0;
5884         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
5885         u64 curr_cost = 0;
5886
5887         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
5888
5889         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
5890                 return;
5891
5892         /*
5893          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
5894          */
5895         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
5896
5897         update_blocked_averages(this_cpu);
5898         rcu_read_lock();
5899         for_each_domain(this_cpu, sd) {
5900                 unsigned long interval;
5901                 int continue_balancing = 1;
5902                 u64 t0, domain_cost;
5903
5904                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5905                         continue;
5906
5907                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
5908                         break;
5909
5910                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
5911                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
5912
5913                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
5914                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
5915                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
5916                                                    &continue_balancing);
5917
5918                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
5919                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
5920                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
5921
5922                         curr_cost += domain_cost;
5923                 }
5924
5925                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5926                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
5927                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5928                 if (pulled_task) {
5929                         this_rq->idle_stamp = 0;
5930                         break;
5931                 }
5932         }
5933         rcu_read_unlock();
5934
5935         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
5936
5937         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
5938                 /*
5939                  * We are going idle. next_balance may be set based on
5940                  * a busy processor. So reset next_balance.
5941                  */
5942                 this_rq->next_balance = next_balance;
5943         }
5944
5945         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
5946                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
5947 }
5948
5949 /*
5950  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
5951  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
5952  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
5953  * avoids physical / logical imbalances.
5954  */
5955 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
5956 {
5957         struct rq *busiest_rq = data;
5958         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
5959         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
5960         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
5961         struct sched_domain *sd;
5962
5963         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
5964
5965         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
5966         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
5967                      !busiest_rq->active_balance))
5968                 goto out_unlock;
5969
5970         /* Is there any task to move? */
5971         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
5972                 goto out_unlock;
5973
5974         /*
5975          * This condition is "impossible", if it occurs
5976          * we need to fix it. Originally reported by
5977          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
5978          */
5979         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
5980
5981         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
5982         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
5983
5984         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
5985         rcu_read_lock();
5986         for_each_domain(target_cpu, sd) {
5987                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
5988                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
5989                                 break;
5990         }
5991
5992         if (likely(sd)) {
5993                 struct lb_env env = {
5994                         .sd             = sd,
5995                         .dst_cpu        = target_cpu,
5996                         .dst_rq         = target_rq,
5997                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
5998                         .src_rq         = busiest_rq,
5999                         .idle           = CPU_IDLE,
6000                 };
6001
6002                 schedstat_inc(sd, alb_count);
6003
6004                 if (move_one_task(&env))
6005                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
6006                 else
6007                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
6008         }
6009         rcu_read_unlock();
6010         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
6011 out_unlock:
6012         busiest_rq->active_balance = 0;
6013         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
6014         return 0;
6015 }
6016
6017 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6018 /*
6019  * idle load balancing details
6020  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
6021  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
6022  *   load balancing for all the idle CPUs.
6023  */
6024 static struct {
6025         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6026         atomic_t nr_cpus;
6027         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6028 } nohz ____cacheline_aligned;
6029
6030 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
6031 {
6032         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
6033
6034         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
6035                 return ilb;
6036
6037         return nr_cpu_ids;
6038 }
6039
6040 /*
6041  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
6042  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
6043  * CPU (if there is one).
6044  */
6045 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
6046 {
6047         int ilb_cpu;
6048
6049         nohz.next_balance++;
6050
6051         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
6052
6053         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
6054                 return;
6055
6056         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
6057                 return;
6058         /*
6059          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
6060          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
6061          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
6062          * will be run before returning from the IPI.
6063          */
6064         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
6065         return;
6066 }
6067
6068 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
6069 {
6070         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
6071                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6072                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
6073                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6074         }
6075 }
6076
6077 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
6078 {
6079         struct sched_domain *sd;
6080
6081         rcu_read_lock();
6082         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
6083
6084         if (!sd || !sd->nohz_idle)
6085                 goto unlock;
6086         sd->nohz_idle = 0;
6087
6088         for (; sd; sd = sd->parent)
6089                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6090 unlock:
6091         rcu_read_unlock();
6092 }
6093
6094 void set_cpu_sd_state_idle(void)
6095 {
6096         struct sched_domain *sd;
6097
6098         rcu_read_lock();
6099         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
6100
6101         if (!sd || sd->nohz_idle)
6102                 goto unlock;
6103         sd->nohz_idle = 1;
6104
6105         for (; sd; sd = sd->parent)
6106                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6107 unlock:
6108         rcu_read_unlock();
6109 }
6110
6111 /*
6112  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
6113  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
6114  */
6115 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
6116 {
6117         /*
6118          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
6119          */
6120         if (!cpu_active(cpu))
6121                 return;
6122
6123         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
6124                 return;
6125
6126         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6127         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
6128         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6129 }
6130
6131 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
6132                                         unsigned long action, void *hcpu)
6133 {
6134         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6135         case CPU_DYING:
6136                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
6137                 return NOTIFY_OK;
6138         default:
6139                 return NOTIFY_DONE;
6140         }
6141 }
6142 #endif
6143
6144 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
6145
6146 /*
6147  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
6148  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
6149  */
6150 void update_max_interval(void)
6151 {
6152         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
6153 }
6154
6155 /*
6156  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
6157  * and initiates a balancing operation if so.
6158  *
6159  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
6160  */
6161 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
6162 {
6163         int continue_balancing = 1;
6164         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6165         unsigned long interval;
6166         struct sched_domain *sd;
6167         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
6168         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
6169         int update_next_balance = 0;
6170         int need_serialize, need_decay = 0;
6171         u64 max_cost = 0;
6172
6173         update_blocked_averages(cpu);
6174
6175         rcu_read_lock();
6176         for_each_domain(cpu, sd) {
6177                 /*
6178                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
6179                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
6180                  */
6181                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
6182                         sd->max_newidle_lb_cost =
6183                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
6184                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
6185                         need_decay = 1;
6186                 }
6187                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
6188
6189                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6190                         continue;
6191
6192                 /*
6193                  * Stop the load balance at this level. There is another
6194                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
6195                  * actively.
6196                  */
6197                 if (!continue_balancing) {
6198                         if (need_decay)
6199                                 continue;
6200                         break;
6201                 }
6202
6203                 interval = sd->balance_interval;
6204                 if (idle != CPU_IDLE)
6205                         interval *= sd->busy_factor;
6206
6207                 /* scale ms to jiffies */
6208                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
6209                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6210
6211                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
6212
6213                 if (need_serialize) {
6214                         if (!spin_trylock(&balancing))
6215                                 goto out;
6216                 }
6217
6218                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
6219                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
6220                                 /*
6221                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
6222                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
6223                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
6224                                  */
6225                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6226                         }
6227                         sd->last_balance = jiffies;
6228                 }
6229                 if (need_serialize)
6230                         spin_unlock(&balancing);
6231 out:
6232                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
6233                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6234                         update_next_balance = 1;
6235                 }
6236         }
6237         if (need_decay) {
6238                 /*
6239                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
6240                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
6241                  */
6242                 rq->max_idle_balance_cost =
6243                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
6244         }
6245         rcu_read_unlock();
6246
6247         /*
6248          * next_balance will be updated only when there is a need.
6249          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
6250          * updated.
6251          */
6252         if (likely(update_next_balance))
6253                 rq->next_balance = next_balance;
6254 }
6255
6256 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6257 /*
6258  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
6259  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
6260  */
6261 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
6262 {
6263         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
6264         struct rq *rq;
6265         int balance_cpu;
6266
6267         if (idle != CPU_IDLE ||
6268             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
6269                 goto end;
6270
6271         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
6272                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
6273                         continue;
6274
6275                 /*
6276                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
6277                  * work being done for other cpus. Next load
6278                  * balancing owner will pick it up.
6279                  */
6280                 if (need_resched())
6281                         break;
6282
6283                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
6284
6285                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
6286                 update_rq_clock(rq);
6287                 update_idle_cpu_load(rq);
6288                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
6289
6290                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
6291
6292                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
6293                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
6294         }
6295         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
6296 end:
6297         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
6298 }
6299
6300 /*
6301  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
6302  * of an idle cpu is the system.
6303  *   - This rq has more than one task.
6304  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
6305  *     busy cpu's exceeding the group's power.
6306  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
6307  *     domain span are idle.
6308  */
6309 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
6310 {
6311         unsigned long now = jiffies;
6312         struct sched_domain *sd;
6313
6314         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
6315                 return 0;
6316
6317        /*
6318         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
6319         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
6320         */
6321         set_cpu_sd_state_busy();
6322         nohz_balance_exit_idle(cpu);
6323
6324         /*
6325          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
6326          * balancing.
6327          */
6328         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
6329                 return 0;
6330
6331         if (time_before(now, nohz.next_balance))
6332                 return 0;
6333
6334         if (rq->nr_running >= 2)
6335                 goto need_kick;
6336
6337         rcu_read_lock();
6338         for_each_domain(cpu, sd) {
6339                 struct sched_group *sg = sd->groups;
6340                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
6341                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
6342
6343                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
6344                         goto need_kick_unlock;
6345
6346                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
6347                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
6348                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
6349                         goto need_kick_unlock;
6350
6351                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
6352                         break;
6353         }
6354         rcu_read_unlock();
6355         return 0;
6356
6357 need_kick_unlock:
6358         rcu_read_unlock();
6359 need_kick:
6360         return 1;
6361 }
6362 #else
6363 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
6364 #endif
6365
6366 /*
6367  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
6368  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
6369  */
6370 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
6371 {
6372         int this_cpu = smp_processor_id();
6373         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
6374         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
6375                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6376
6377         rebalance_domains(this_cpu, idle);
6378
6379         /*
6380          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
6381          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
6382          * stopped.
6383          */
6384         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
6385 }
6386
6387 static inline int on_null_domain(int cpu)
6388 {
6389         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
6390 }
6391
6392 /*
6393  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
6394  */
6395 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
6396 {
6397         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
6398         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
6399             likely(!on_null_domain(cpu)))
6400                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
6401 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6402         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
6403                 nohz_balancer_kick(cpu);
6404 #endif
6405 }
6406
6407 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
6408 {
6409         update_sysctl();
6410 }
6411
6412 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
6413 {
6414         update_sysctl();
6415
6416         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
6417         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
6418 }
6419
6420 #endif /* CONFIG_SMP */
6421
6422 /*
6423  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
6424  */
6425 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
6426 {
6427         struct cfs_rq *cfs_rq;
6428         struct sched_entity *se = &curr->se;
6429
6430         for_each_sched_entity(se) {
6431                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6432                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
6433         }
6434
6435         if (numabalancing_enabled)
6436                 task_tick_numa(rq, curr);
6437
6438         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
6439 }
6440
6441 /*
6442  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
6443  *  - child not yet on the tasklist
6444  *  - preemption disabled
6445  */
6446 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
6447 {
6448         struct cfs_rq *cfs_rq;
6449         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
6450         int this_cpu = smp_processor_id();
6451         struct rq *rq = this_rq();
6452         unsigned long flags;
6453
6454         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6455
6456         update_rq_clock(rq);
6457
6458         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
6459         curr = cfs_rq->curr;
6460
6461         /*
6462          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
6463          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
6464          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
6465          * of child point to valid ones.
6466          */
6467         rcu_read_lock();
6468         __set_task_cpu(p, this_cpu);
6469         rcu_read_unlock();
6470
6471         update_curr(cfs_rq);
6472
6473         if (curr)
6474                 se->vruntime = curr->vruntime;
6475         place_entity(cfs_rq, se, 1);
6476
6477         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
6478                 /*
6479                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
6480                  * 'current' within the tree based on its new key value.
6481                  */
6482                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
6483                 resched_task(rq->curr);
6484         }
6485
6486         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6487
6488         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6489 }
6490
6491 /*
6492  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
6493  * the current task.
6494  */
6495 static void
6496 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
6497 {
6498         if (!p->se.on_rq)
6499                 return;
6500
6501         /*
6502          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
6503          * our priority decreased, or if we are not currently running on
6504          * this runqueue and our priority is higher than the current's
6505          */
6506         if (rq->curr == p) {
6507                 if (p->prio > oldprio)
6508                         resched_task(rq->curr);
6509         } else
6510                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6511 }
6512
6513 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6514 {
6515         struct sched_entity *se = &p->se;
6516         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6517
6518         /*
6519          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
6520          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
6521          * do the right thing.
6522          *
6523          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
6524          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
6525          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
6526          */
6527         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
6528                 /*
6529                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
6530                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
6531                  */
6532                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
6533                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6534         }
6535
6536 #ifdef CONFIG_SMP
6537         /*
6538         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
6539         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
6540         * switch back.
6541         */
6542         if (se->avg.decay_count) {
6543                 __synchronize_entity_decay(se);
6544                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
6545         }
6546 #endif
6547 }
6548
6549 /*
6550  * We switched to the sched_fair class.
6551  */
6552 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6553 {
6554         if (!p->se.on_rq)
6555                 return;
6556
6557         /*
6558          * We were most likely switched from sched_rt, so
6559          * kick off the schedule if running, otherwise just see
6560          * if we can still preempt the current task.
6561          */
6562         if (rq->curr == p)
6563                 resched_task(rq->curr);
6564         else
6565                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6566 }
6567
6568 /* Account for a task changing its policy or group.
6569  *
6570  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
6571  * migrates between groups/classes.
6572  */
6573 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
6574 {
6575         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
6576
6577         for_each_sched_entity(se) {
6578                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6579
6580                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6581                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
6582                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
6583         }
6584 }
6585
6586 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
6587 {
6588         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
6589         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
6590 #ifndef CONFIG_64BIT
6591         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
6592 #endif
6593 #ifdef CONFIG_SMP
6594         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
6595         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
6596 #endif
6597 }
6598
6599 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6600 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
6601 {
6602         struct cfs_rq *cfs_rq;
6603         /*
6604          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
6605          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
6606          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
6607          * bonus in place_entity()).
6608          *
6609          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
6610          * ->vruntime to a relative base.
6611          *
6612          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
6613          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
6614          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
6615          */
6616         /*
6617          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
6618          * But there are some cases where it has already been normalized:
6619          *
6620          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
6621          *   wake_up_new_task().
6622          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
6623          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
6624          *
6625          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
6626          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
6627          */
6628         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
6629                 on_rq = 1;
6630
6631         if (!on_rq)
6632                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
6633         set_task_rq(p, task_cpu(p));
6634         if (!on_rq) {
6635                 cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
6636                 p->se.vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
6637 #ifdef CONFIG_SMP
6638                 /*
6639                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
6640                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
6641                  * decay.
6642                  */
6643                 p->se.avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
6644                 cfs_rq->blocked_load_avg += p->se.avg.load_avg_contrib;
6645 #endif
6646         }
6647 }
6648
6649 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
6650 {
6651         int i;
6652
6653         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
6654
6655         for_each_possible_cpu(i) {
6656                 if (tg->cfs_rq)
6657                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
6658                 if (tg->se)
6659                         kfree(tg->se[i]);
6660         }
6661
6662         kfree(tg->cfs_rq);
6663         kfree(tg->se);
6664 }
6665
6666 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6667 {
6668         struct cfs_rq *cfs_rq;
6669         struct sched_entity *se;
6670         int i;
6671
6672         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
6673         if (!tg->cfs_rq)
6674                 goto err;
6675         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
6676         if (!tg->se)
6677                 goto err;
6678
6679         tg->shares = NICE_0_LOAD;
6680
6681         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
6682
6683         for_each_possible_cpu(i) {
6684                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
6685                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6686                 if (!cfs_rq)
6687                         goto err;
6688
6689                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
6690                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6691                 if (!se)
6692                         goto err_free_rq;
6693
6694                 init_cfs_rq(cfs_rq);
6695                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
6696         }
6697
6698         return 1;
6699
6700 err_free_rq:
6701         kfree(cfs_rq);
6702 err:
6703         return 0;
6704 }
6705
6706 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
6707 {
6708         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6709         unsigned long flags;
6710
6711         /*
6712         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
6713         * check on_list without danger of it being re-added.
6714         */
6715         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
6716                 return;
6717
6718         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6719         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
6720         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6721 }
6722
6723 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
6724                         struct sched_entity *se, int cpu,
6725                         struct sched_entity *parent)
6726 {
6727         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6728
6729         cfs_rq->tg = tg;
6730         cfs_rq->rq = rq;
6731         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
6732
6733         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
6734         tg->se[cpu] = se;
6735
6736         /* se could be NULL for root_task_group */
6737         if (!se)
6738                 return;
6739
6740         if (!parent)
6741                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
6742         else
6743                 se->cfs_rq = parent->my_q;
6744
6745         se->my_q = cfs_rq;
6746         update_load_set(&se->load, 0);
6747         se->parent = parent;
6748 }
6749
6750 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
6751
6752 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
6753 {
6754         int i;
6755         unsigned long flags;
6756
6757         /*
6758          * We can't change the weight of the root cgroup.
6759          */
6760         if (!tg->se[0])
6761                 return -EINVAL;
6762
6763         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
6764
6765         mutex_lock(&shares_mutex);
6766         if (tg->shares == shares)
6767                 goto done;
6768
6769         tg->shares = shares;
6770         for_each_possible_cpu(i) {
6771                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6772                 struct sched_entity *se;
6773
6774                 se = tg->se[i];
6775                 /* Propagate contribution to hierarchy */
6776                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6777
6778                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
6779                 update_rq_clock(rq);
6780                 for_each_sched_entity(se)
6781                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
6782                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6783         }
6784
6785 done:
6786         mutex_unlock(&shares_mutex);
6787         return 0;
6788 }
6789 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6790
6791 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
6792
6793 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6794 {
6795         return 1;
6796 }
6797
6798 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
6799
6800 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6801
6802
6803 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
6804 {
6805         struct sched_entity *se = &task->se;
6806         unsigned int rr_interval = 0;
6807
6808         /*
6809          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
6810          * idle runqueue:
6811          */
6812         if (rq->cfs.load.weight)
6813                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
6814
6815         return rr_interval;
6816 }
6817
6818 /*
6819  * All the scheduling class methods:
6820  */
6821 const struct sched_class fair_sched_class = {
6822         .next                   = &idle_sched_class,
6823         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
6824         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
6825         .yield_task             = yield_task_fair,
6826         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
6827
6828         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
6829
6830         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
6831         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
6832
6833 #ifdef CONFIG_SMP
6834         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
6835         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
6836
6837         .rq_online              = rq_online_fair,
6838         .rq_offline             = rq_offline_fair,
6839
6840         .task_waking            = task_waking_fair,
6841 #endif
6842
6843         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
6844         .task_tick              = task_tick_fair,
6845         .task_fork              = task_fork_fair,
6846
6847         .prio_changed           = prio_changed_fair,
6848         .switched_from          = switched_from_fair,
6849         .switched_to            = switched_to_fair,
6850
6851         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
6852
6853 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6854         .task_move_group        = task_move_group_fair,
6855 #endif
6856 };
6857
6858 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6859 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
6860 {
6861         struct cfs_rq *cfs_rq;
6862
6863         rcu_read_lock();
6864         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
6865                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
6866         rcu_read_unlock();
6867 }
6868 #endif
6869
6870 __init void init_sched_fair_class(void)
6871 {
6872 #ifdef CONFIG_SMP
6873         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
6874
6875 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6876         nohz.next_balance = jiffies;
6877         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
6878         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
6879 #endif
6880 #endif /* SMP */
6881
6882 }