222c2d0b6ae219adbf0779d804d819130a87da41
[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 void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
892 {
893         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
894         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
895 }
896
897 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
898 {
899         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
900         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
901 }
902
903 struct numa_group {
904         atomic_t refcount;
905
906         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
907         int nr_tasks;
908         pid_t gid;
909         struct list_head task_list;
910
911         struct rcu_head rcu;
912         atomic_long_t total_faults;
913         atomic_long_t faults[0];
914 };
915
916 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
917 {
918         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
919 }
920
921 static inline int task_faults_idx(int nid, int priv)
922 {
923         return 2 * nid + priv;
924 }
925
926 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
927 {
928         if (!p->numa_faults)
929                 return 0;
930
931         return p->numa_faults[task_faults_idx(nid, 0)] +
932                 p->numa_faults[task_faults_idx(nid, 1)];
933 }
934
935 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
936 {
937         if (!p->numa_group)
938                 return 0;
939
940         return atomic_long_read(&p->numa_group->faults[2*nid]) +
941                atomic_long_read(&p->numa_group->faults[2*nid+1]);
942 }
943
944 /*
945  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
946  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
947  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
948  * evenly spread out between numa nodes.
949  */
950 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid)
951 {
952         unsigned long total_faults;
953
954         if (!p->numa_faults)
955                 return 0;
956
957         total_faults = p->total_numa_faults;
958
959         if (!total_faults)
960                 return 0;
961
962         return 1000 * task_faults(p, nid) / total_faults;
963 }
964
965 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid)
966 {
967         unsigned long total_faults;
968
969         if (!p->numa_group)
970                 return 0;
971
972         total_faults = atomic_long_read(&p->numa_group->total_faults);
973
974         if (!total_faults)
975                 return 0;
976
977         return 1000 * group_faults(p, nid) / total_faults;
978 }
979
980 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
981 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
982 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
983 static unsigned long power_of(int cpu);
984 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
985
986 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
987 struct numa_stats {
988         unsigned long nr_running;
989         unsigned long load;
990
991         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
992         unsigned long power;
993
994         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
995         unsigned long capacity;
996         int has_capacity;
997 };
998
999 /*
1000  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1001  */
1002 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1003 {
1004         int cpu;
1005
1006         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1007         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1008                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1009
1010                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1011                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1012                 ns->power += power_of(cpu);
1013         }
1014
1015         ns->load = (ns->load * SCHED_POWER_SCALE) / ns->power;
1016         ns->capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(ns->power, SCHED_POWER_SCALE);
1017         ns->has_capacity = (ns->nr_running < ns->capacity);
1018 }
1019
1020 struct task_numa_env {
1021         struct task_struct *p;
1022
1023         int src_cpu, src_nid;
1024         int dst_cpu, dst_nid;
1025
1026         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1027
1028         int imbalance_pct, idx;
1029
1030         struct task_struct *best_task;
1031         long best_imp;
1032         int best_cpu;
1033 };
1034
1035 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1036                              struct task_struct *p, long imp)
1037 {
1038         if (env->best_task)
1039                 put_task_struct(env->best_task);
1040         if (p)
1041                 get_task_struct(p);
1042
1043         env->best_task = p;
1044         env->best_imp = imp;
1045         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1046 }
1047
1048 /*
1049  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1050  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1051  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1052  * be exchanged with the source task
1053  */
1054 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1055                               long taskimp, long groupimp)
1056 {
1057         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1058         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1059         struct task_struct *cur;
1060         long dst_load, src_load;
1061         long load;
1062         long imp = (groupimp > 0) ? groupimp : taskimp;
1063
1064         rcu_read_lock();
1065         cur = ACCESS_ONCE(dst_rq->curr);
1066         if (cur->pid == 0) /* idle */
1067                 cur = NULL;
1068
1069         /*
1070          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1071          * source and destination node. Calculate the total differential for
1072          * the source task and potential destination task. The more negative
1073          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1074          * be incurred if the tasks were swapped.
1075          */
1076         if (cur) {
1077                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1078                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1079                         goto unlock;
1080
1081                 /*
1082                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1083                  * in any group then look only at task weights.
1084                  */
1085                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1086                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid) -
1087                               task_weight(cur, env->dst_nid);
1088                         /*
1089                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1090                          * tasks within a group over tiny differences.
1091                          */
1092                         if (cur->numa_group)
1093                                 imp -= imp/16;
1094                 } else {
1095                         /*
1096                          * Compare the group weights. If a task is all by
1097                          * itself (not part of a group), use the task weight
1098                          * instead.
1099                          */
1100                         if (env->p->numa_group)
1101                                 imp = groupimp;
1102                         else
1103                                 imp = taskimp;
1104
1105                         if (cur->numa_group)
1106                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid) -
1107                                        group_weight(cur, env->dst_nid);
1108                         else
1109                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid) -
1110                                        task_weight(cur, env->dst_nid);
1111                 }
1112         }
1113
1114         if (imp < env->best_imp)
1115                 goto unlock;
1116
1117         if (!cur) {
1118                 /* Is there capacity at our destination? */
1119                 if (env->src_stats.has_capacity &&
1120                     !env->dst_stats.has_capacity)
1121                         goto unlock;
1122
1123                 goto balance;
1124         }
1125
1126         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1127         if (src_rq->nr_running == 1 && dst_rq->nr_running == 1)
1128                 goto assign;
1129
1130         /*
1131          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1132          */
1133 balance:
1134         dst_load = env->dst_stats.load;
1135         src_load = env->src_stats.load;
1136
1137         /* XXX missing power terms */
1138         load = task_h_load(env->p);
1139         dst_load += load;
1140         src_load -= load;
1141
1142         if (cur) {
1143                 load = task_h_load(cur);
1144                 dst_load -= load;
1145                 src_load += load;
1146         }
1147
1148         /* make src_load the smaller */
1149         if (dst_load < src_load)
1150                 swap(dst_load, src_load);
1151
1152         if (src_load * env->imbalance_pct < dst_load * 100)
1153                 goto unlock;
1154
1155 assign:
1156         task_numa_assign(env, cur, imp);
1157 unlock:
1158         rcu_read_unlock();
1159 }
1160
1161 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1162                                 long taskimp, long groupimp)
1163 {
1164         int cpu;
1165
1166         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1167                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1168                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1169                         continue;
1170
1171                 env->dst_cpu = cpu;
1172                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1173         }
1174 }
1175
1176 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1177 {
1178         struct task_numa_env env = {
1179                 .p = p,
1180
1181                 .src_cpu = task_cpu(p),
1182                 .src_nid = task_node(p),
1183
1184                 .imbalance_pct = 112,
1185
1186                 .best_task = NULL,
1187                 .best_imp = 0,
1188                 .best_cpu = -1
1189         };
1190         struct sched_domain *sd;
1191         unsigned long taskweight, groupweight;
1192         int nid, ret;
1193         long taskimp, groupimp;
1194
1195         /*
1196          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1197          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1198          *
1199          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1200          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1201          * to satisfy here.
1202          */
1203         rcu_read_lock();
1204         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1205         env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1206         rcu_read_unlock();
1207
1208         taskweight = task_weight(p, env.src_nid);
1209         groupweight = group_weight(p, env.src_nid);
1210         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1211         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1212         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid) - taskweight;
1213         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid) - groupweight;
1214         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1215
1216         /* If the preferred nid has capacity, try to use it. */
1217         if (env.dst_stats.has_capacity)
1218                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1219
1220         /* No space available on the preferred nid. Look elsewhere. */
1221         if (env.best_cpu == -1) {
1222                 for_each_online_node(nid) {
1223                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1224                                 continue;
1225
1226                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1227                         taskimp = task_weight(p, nid) - taskweight;
1228                         groupimp = group_weight(p, nid) - groupweight;
1229                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1230                                 continue;
1231
1232                         env.dst_nid = nid;
1233                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1234                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1235                 }
1236         }
1237
1238         /* No better CPU than the current one was found. */
1239         if (env.best_cpu == -1)
1240                 return -EAGAIN;
1241
1242         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1243
1244         if (env.best_task == NULL) {
1245                 int ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1246                 return ret;
1247         }
1248
1249         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1250         put_task_struct(env.best_task);
1251         return ret;
1252 }
1253
1254 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1255 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1256 {
1257         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1258         p->numa_migrate_retry = 0;
1259         if (cpu_to_node(task_cpu(p)) == p->numa_preferred_nid) {
1260                 /*
1261                  * If migration is temporarily disabled due to a task migration
1262                  * then re-enable it now as the task is running on its
1263                  * preferred node and memory should migrate locally
1264                  */
1265                 if (!p->numa_migrate_seq)
1266                         p->numa_migrate_seq++;
1267                 return;
1268         }
1269
1270         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1271         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1))
1272                 return;
1273
1274         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1275         if (task_numa_migrate(p) != 0)
1276                 p->numa_migrate_retry = jiffies + HZ*5;
1277 }
1278
1279 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1280 {
1281         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1282         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1283         spinlock_t *group_lock = NULL;
1284
1285         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1286         if (p->numa_scan_seq == seq)
1287                 return;
1288         p->numa_scan_seq = seq;
1289         p->numa_migrate_seq++;
1290         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1291
1292         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1293         if (p->numa_group) {
1294                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1295                 spin_lock(group_lock);
1296         }
1297
1298         /* Find the node with the highest number of faults */
1299         for_each_online_node(nid) {
1300                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1301                 int priv, i;
1302
1303                 for (priv = 0; priv < 2; priv++) {
1304                         long diff;
1305
1306                         i = task_faults_idx(nid, priv);
1307                         diff = -p->numa_faults[i];
1308
1309                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1310                         p->numa_faults[i] >>= 1;
1311                         p->numa_faults[i] += p->numa_faults_buffer[i];
1312                         p->numa_faults_buffer[i] = 0;
1313
1314                         faults += p->numa_faults[i];
1315                         diff += p->numa_faults[i];
1316                         p->total_numa_faults += diff;
1317                         if (p->numa_group) {
1318                                 /* safe because we can only change our own group */
1319                                 atomic_long_add(diff, &p->numa_group->faults[i]);
1320                                 atomic_long_add(diff, &p->numa_group->total_faults);
1321                                 group_faults += atomic_long_read(&p->numa_group->faults[i]);
1322                         }
1323                 }
1324
1325                 if (faults > max_faults) {
1326                         max_faults = faults;
1327                         max_nid = nid;
1328                 }
1329
1330                 if (group_faults > max_group_faults) {
1331                         max_group_faults = group_faults;
1332                         max_group_nid = nid;
1333                 }
1334         }
1335
1336         if (p->numa_group) {
1337                 /*
1338                  * If the preferred task and group nids are different,
1339                  * iterate over the nodes again to find the best place.
1340                  */
1341                 if (max_nid != max_group_nid) {
1342                         unsigned long weight, max_weight = 0;
1343
1344                         for_each_online_node(nid) {
1345                                 weight = task_weight(p, nid) + group_weight(p, nid);
1346                                 if (weight > max_weight) {
1347                                         max_weight = weight;
1348                                         max_nid = nid;
1349                                 }
1350                         }
1351                 }
1352
1353                 spin_unlock(group_lock);
1354         }
1355
1356         /* Preferred node as the node with the most faults */
1357         if (max_faults && max_nid != p->numa_preferred_nid) {
1358                 /* Update the preferred nid and migrate task if possible */
1359                 sched_setnuma(p, max_nid);
1360                 numa_migrate_preferred(p);
1361         }
1362 }
1363
1364 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1365 {
1366         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1367 }
1368
1369 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1370 {
1371         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1372                 kfree_rcu(grp, rcu);
1373 }
1374
1375 static void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1376 {
1377         if (l1 > l2)
1378                 swap(l1, l2);
1379
1380         spin_lock(l1);
1381         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1382 }
1383
1384 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags)
1385 {
1386         struct numa_group *grp, *my_grp;
1387         struct task_struct *tsk;
1388         bool join = false;
1389         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1390         int i;
1391
1392         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1393                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1394                                     2*nr_node_ids*sizeof(atomic_long_t);
1395
1396                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1397                 if (!grp)
1398                         return;
1399
1400                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1401                 spin_lock_init(&grp->lock);
1402                 INIT_LIST_HEAD(&grp->task_list);
1403                 grp->gid = p->pid;
1404
1405                 for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++)
1406                         atomic_long_set(&grp->faults[i], p->numa_faults[i]);
1407
1408                 atomic_long_set(&grp->total_faults, p->total_numa_faults);
1409
1410                 list_add(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1411                 grp->nr_tasks++;
1412                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1413         }
1414
1415         rcu_read_lock();
1416         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1417
1418         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1419                 goto unlock;
1420
1421         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1422         if (!grp)
1423                 goto unlock;
1424
1425         my_grp = p->numa_group;
1426         if (grp == my_grp)
1427                 goto unlock;
1428
1429         /*
1430          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1431          * the other task will join us.
1432          */
1433         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1434                 goto unlock;
1435
1436         /*
1437          * Tie-break on the grp address.
1438          */
1439         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1440                 goto unlock;
1441
1442         /* Always join threads in the same process. */
1443         if (tsk->mm == current->mm)
1444                 join = true;
1445
1446         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1447         if (flags & TNF_SHARED)
1448                 join = true;
1449
1450         if (join && !get_numa_group(grp))
1451                 join = false;
1452
1453 unlock:
1454         rcu_read_unlock();
1455
1456         if (!join)
1457                 return;
1458
1459         for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++) {
1460                 atomic_long_sub(p->numa_faults[i], &my_grp->faults[i]);
1461                 atomic_long_add(p->numa_faults[i], &grp->faults[i]);
1462         }
1463         atomic_long_sub(p->total_numa_faults, &my_grp->total_faults);
1464         atomic_long_add(p->total_numa_faults, &grp->total_faults);
1465
1466         double_lock(&my_grp->lock, &grp->lock);
1467
1468         list_move(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1469         my_grp->nr_tasks--;
1470         grp->nr_tasks++;
1471
1472         spin_unlock(&my_grp->lock);
1473         spin_unlock(&grp->lock);
1474
1475         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1476
1477         put_numa_group(my_grp);
1478 }
1479
1480 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1481 {
1482         struct numa_group *grp = p->numa_group;
1483         int i;
1484         void *numa_faults = p->numa_faults;
1485
1486         if (grp) {
1487                 for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++)
1488                         atomic_long_sub(p->numa_faults[i], &grp->faults[i]);
1489
1490                 atomic_long_sub(p->total_numa_faults, &grp->total_faults);
1491
1492                 spin_lock(&grp->lock);
1493                 list_del(&p->numa_entry);
1494                 grp->nr_tasks--;
1495                 spin_unlock(&grp->lock);
1496                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, NULL);
1497                 put_numa_group(grp);
1498         }
1499
1500         p->numa_faults = NULL;
1501         p->numa_faults_buffer = NULL;
1502         kfree(numa_faults);
1503 }
1504
1505 /*
1506  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
1507  */
1508 void task_numa_fault(int last_cpupid, int node, int pages, int flags)
1509 {
1510         struct task_struct *p = current;
1511         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
1512         int priv;
1513
1514         if (!numabalancing_enabled)
1515                 return;
1516
1517         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
1518         if (!p->mm)
1519                 return;
1520
1521         /* Do not worry about placement if exiting */
1522         if (p->state == TASK_DEAD)
1523                 return;
1524
1525         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
1526         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
1527                 int size = sizeof(*p->numa_faults) * 2 * nr_node_ids;
1528
1529                 /* numa_faults and numa_faults_buffer share the allocation */
1530                 p->numa_faults = kzalloc(size * 2, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
1531                 if (!p->numa_faults)
1532                         return;
1533
1534                 BUG_ON(p->numa_faults_buffer);
1535                 p->numa_faults_buffer = p->numa_faults + (2 * nr_node_ids);
1536                 p->total_numa_faults = 0;
1537         }
1538
1539         /*
1540          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
1541          * to be private if the accessing pid has not changed
1542          */
1543         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
1544                 priv = 1;
1545         } else {
1546                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
1547                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
1548                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags);
1549         }
1550
1551         /*
1552          * If pages are properly placed (did not migrate) then scan slower.
1553          * This is reset periodically in case of phase changes
1554          */
1555         if (!migrated) {
1556                 /* Initialise if necessary */
1557                 if (!p->numa_scan_period_max)
1558                         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1559
1560                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1561                         p->numa_scan_period + 10);
1562         }
1563
1564         task_numa_placement(p);
1565
1566         /* Retry task to preferred node migration if it previously failed */
1567         if (p->numa_migrate_retry && time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
1568                 numa_migrate_preferred(p);
1569
1570         if (migrated)
1571                 p->numa_pages_migrated += pages;
1572
1573         p->numa_faults_buffer[task_faults_idx(node, priv)] += pages;
1574 }
1575
1576 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
1577 {
1578         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
1579         p->mm->numa_scan_offset = 0;
1580 }
1581
1582 /*
1583  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
1584  * Triggered from task_tick_numa().
1585  */
1586 void task_numa_work(struct callback_head *work)
1587 {
1588         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
1589         struct task_struct *p = current;
1590         struct mm_struct *mm = p->mm;
1591         struct vm_area_struct *vma;
1592         unsigned long start, end;
1593         unsigned long nr_pte_updates = 0;
1594         long pages;
1595
1596         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
1597
1598         work->next = work; /* protect against double add */
1599         /*
1600          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
1601          *
1602          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
1603          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
1604          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
1605          * work.
1606          */
1607         if (p->flags & PF_EXITING)
1608                 return;
1609
1610         if (!mm->numa_next_reset || !mm->numa_next_scan) {
1611                 mm->numa_next_scan = now +
1612                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1613                 mm->numa_next_reset = now +
1614                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_period_reset);
1615         }
1616
1617         /*
1618          * Reset the scan period if enough time has gone by. Objective is that
1619          * scanning will be reduced if pages are properly placed. As tasks
1620          * can enter different phases this needs to be re-examined. Lacking
1621          * proper tracking of reference behaviour, this blunt hammer is used.
1622          */
1623         migrate = mm->numa_next_reset;
1624         if (time_after(now, migrate)) {
1625                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1626                 next_scan = now + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_period_reset);
1627                 xchg(&mm->numa_next_reset, next_scan);
1628         }
1629
1630         /*
1631          * Enforce maximal scan/migration frequency..
1632          */
1633         migrate = mm->numa_next_scan;
1634         if (time_before(now, migrate))
1635                 return;
1636
1637         if (p->numa_scan_period == 0) {
1638                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1639                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1640         }
1641
1642         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1643         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
1644                 return;
1645
1646         /*
1647          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
1648          * the next time around.
1649          */
1650         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
1651
1652         start = mm->numa_scan_offset;
1653         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
1654         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
1655         if (!pages)
1656                 return;
1657
1658         down_read(&mm->mmap_sem);
1659         vma = find_vma(mm, start);
1660         if (!vma) {
1661                 reset_ptenuma_scan(p);
1662                 start = 0;
1663                 vma = mm->mmap;
1664         }
1665         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
1666                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(p, vma))
1667                         continue;
1668
1669                 /*
1670                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
1671                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
1672                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
1673                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
1674                  */
1675                 if (!vma->vm_mm ||
1676                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
1677                         continue;
1678
1679                 do {
1680                         start = max(start, vma->vm_start);
1681                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
1682                         end = min(end, vma->vm_end);
1683                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
1684
1685                         /*
1686                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
1687                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
1688                          * address space is quickly skipped.
1689                          */
1690                         if (nr_pte_updates)
1691                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
1692
1693                         start = end;
1694                         if (pages <= 0)
1695                                 goto out;
1696                 } while (end != vma->vm_end);
1697         }
1698
1699 out:
1700         /*
1701          * If the whole process was scanned without updates then no NUMA
1702          * hinting faults are being recorded and scan rate should be lower.
1703          */
1704         if (mm->numa_scan_offset == 0 && !nr_pte_updates) {
1705                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1706                         p->numa_scan_period << 1);
1707
1708                 next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1709                 mm->numa_next_scan = next_scan;
1710         }
1711
1712         /*
1713          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
1714          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
1715          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
1716          * scanner to the start so check it now.
1717          */
1718         if (vma)
1719                 mm->numa_scan_offset = start;
1720         else
1721                 reset_ptenuma_scan(p);
1722         up_read(&mm->mmap_sem);
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Drive the periodic memory faults..
1727  */
1728 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1729 {
1730         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1731         u64 period, now;
1732
1733         /*
1734          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
1735          */
1736         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
1737                 return;
1738
1739         /*
1740          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
1741          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
1742          * task needs to have done some actual work before we bother with
1743          * NUMA placement.
1744          */
1745         now = curr->se.sum_exec_runtime;
1746         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
1747
1748         if (now - curr->node_stamp > period) {
1749                 if (!curr->node_stamp)
1750                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
1751                 curr->node_stamp += period;
1752
1753                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
1754                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
1755                         task_work_add(curr, work, true);
1756                 }
1757         }
1758 }
1759 #else
1760 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1761 {
1762 }
1763
1764 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1765 {
1766 }
1767
1768 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1769 {
1770 }
1771 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1772
1773 static void
1774 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1775 {
1776         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1777         if (!parent_entity(se))
1778                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1779 #ifdef CONFIG_SMP
1780         if (entity_is_task(se)) {
1781                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1782
1783                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
1784                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
1785         }
1786 #endif
1787         cfs_rq->nr_running++;
1788 }
1789
1790 static void
1791 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1792 {
1793         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1794         if (!parent_entity(se))
1795                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1796         if (entity_is_task(se)) {
1797                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
1798                 list_del_init(&se->group_node);
1799         }
1800         cfs_rq->nr_running--;
1801 }
1802
1803 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1804 # ifdef CONFIG_SMP
1805 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
1806 {
1807         long tg_weight;
1808
1809         /*
1810          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
1811          * to gain a more accurate current total weight. See
1812          * update_cfs_rq_load_contribution().
1813          */
1814         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
1815         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1816         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
1817
1818         return tg_weight;
1819 }
1820
1821 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1822 {
1823         long tg_weight, load, shares;
1824
1825         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
1826         load = cfs_rq->load.weight;
1827
1828         shares = (tg->shares * load);
1829         if (tg_weight)
1830                 shares /= tg_weight;
1831
1832         if (shares < MIN_SHARES)
1833                 shares = MIN_SHARES;
1834         if (shares > tg->shares)
1835                 shares = tg->shares;
1836
1837         return shares;
1838 }
1839 # else /* CONFIG_SMP */
1840 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1841 {
1842         return tg->shares;
1843 }
1844 # endif /* CONFIG_SMP */
1845 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
1846                             unsigned long weight)
1847 {
1848         if (se->on_rq) {
1849                 /* commit outstanding execution time */
1850                 if (cfs_rq->curr == se)
1851                         update_curr(cfs_rq);
1852                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1853         }
1854
1855         update_load_set(&se->load, weight);
1856
1857         if (se->on_rq)
1858                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1859 }
1860
1861 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
1862
1863 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1864 {
1865         struct task_group *tg;
1866         struct sched_entity *se;
1867         long shares;
1868
1869         tg = cfs_rq->tg;
1870         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1871         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1872                 return;
1873 #ifndef CONFIG_SMP
1874         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
1875                 return;
1876 #endif
1877         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
1878
1879         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
1880 }
1881 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1882 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1883 {
1884 }
1885 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1886
1887 #ifdef CONFIG_SMP
1888 /*
1889  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
1890  * Note: The tables below are dependent on this value.
1891  */
1892 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
1893 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
1894 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
1895
1896 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
1897 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
1898         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
1899         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
1900         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
1901         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
1902         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
1903         0x85aac367, 0x82cd8698,
1904 };
1905
1906 /*
1907  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
1908  * over-estimates when re-combining.
1909  */
1910 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
1911             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
1912          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
1913         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
1914 };
1915
1916 /*
1917  * Approximate:
1918  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
1919  */
1920 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
1921 {
1922         unsigned int local_n;
1923
1924         if (!n)
1925                 return val;
1926         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
1927                 return 0;
1928
1929         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
1930         local_n = n;
1931
1932         /*
1933          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
1934          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
1935          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
1936          *
1937          * To achieve constant time decay_load.
1938          */
1939         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
1940                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
1941                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
1942         }
1943
1944         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
1945         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
1946         return val >> 32;
1947 }
1948
1949 /*
1950  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
1951  * average will be: \Sum 1024*y^n
1952  *
1953  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
1954  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
1955  */
1956 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
1957 {
1958         u32 contrib = 0;
1959
1960         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
1961                 return runnable_avg_yN_sum[n];
1962         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
1963                 return LOAD_AVG_MAX;
1964
1965         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
1966         do {
1967                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
1968                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
1969
1970                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
1971         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
1972
1973         contrib = decay_load(contrib, n);
1974         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
1975 }
1976
1977 /*
1978  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
1979  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
1980  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
1981  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
1982  *
1983  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
1984  *      p0            p1           p2
1985  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
1986  *
1987  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
1988  *
1989  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
1990  * following representation of historical load:
1991  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
1992  *
1993  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
1994  *   y^32 = 0.5
1995  *
1996  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
1997  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
1998  * (u_0).
1999  *
2000  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2001  * sum again by y is sufficient to update:
2002  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2003  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2004  */
2005 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
2006                                                         struct sched_avg *sa,
2007                                                         int runnable)
2008 {
2009         u64 delta, periods;
2010         u32 runnable_contrib;
2011         int delta_w, decayed = 0;
2012
2013         delta = now - sa->last_runnable_update;
2014         /*
2015          * This should only happen when time goes backwards, which it
2016          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2017          */
2018         if ((s64)delta < 0) {
2019                 sa->last_runnable_update = now;
2020                 return 0;
2021         }
2022
2023         /*
2024          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2025          * approximation of 1us and fast to compute.
2026          */
2027         delta >>= 10;
2028         if (!delta)
2029                 return 0;
2030         sa->last_runnable_update = now;
2031
2032         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2033         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
2034         if (delta + delta_w >= 1024) {
2035                 /* period roll-over */
2036                 decayed = 1;
2037
2038                 /*
2039                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2040                  * out how much from delta we need to complete the current
2041                  * period and accrue it.
2042                  */
2043                 delta_w = 1024 - delta_w;
2044                 if (runnable)
2045                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2046                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
2047
2048                 delta -= delta_w;
2049
2050                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2051                 periods = delta / 1024;
2052                 delta %= 1024;
2053
2054                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2055                                                   periods + 1);
2056                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
2057                                                      periods + 1);
2058
2059                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2060                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2061                 if (runnable)
2062                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2063                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
2064         }
2065
2066         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2067         if (runnable)
2068                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2069         sa->runnable_avg_period += delta;
2070
2071         return decayed;
2072 }
2073
2074 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2075 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2076 {
2077         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2078         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2079
2080         decays -= se->avg.decay_count;
2081         if (!decays)
2082                 return 0;
2083
2084         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2085         se->avg.decay_count = 0;
2086
2087         return decays;
2088 }
2089
2090 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2091 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2092                                                  int force_update)
2093 {
2094         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2095         long tg_contrib;
2096
2097         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2098         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2099
2100         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2101                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2102                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2103         }
2104 }
2105
2106 /*
2107  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2108  * representation for computing load contributions.
2109  */
2110 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2111                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2112 {
2113         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2114         long contrib;
2115
2116         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2117         contrib = div_u64(sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2118                           sa->runnable_avg_period + 1);
2119         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2120
2121         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2122                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2123                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2124         }
2125 }
2126
2127 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2128 {
2129         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2130         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2131         int runnable_avg;
2132
2133         u64 contrib;
2134
2135         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2136         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2137                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2138
2139         /*
2140          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2141          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2142          * load as a task of equal weight.
2143          *
2144          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2145          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2146          * lower-bound on the true value.
2147          *
2148          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2149          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2150          * understating by the aggregate of their overlap.
2151          *
2152          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2153          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2154          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2155          *
2156          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2157          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2158          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2159          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2160          * our upper bound of 1-cpu.
2161          */
2162         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2163         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2164                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2165                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2166         }
2167 }
2168 #else
2169 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2170                                                  int force_update) {}
2171 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2172                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2173 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2174 #endif
2175
2176 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2177 {
2178         u32 contrib;
2179
2180         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2181         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2182         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2183         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2184 }
2185
2186 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2187 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2188 {
2189         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2190
2191         if (entity_is_task(se)) {
2192                 __update_task_entity_contrib(se);
2193         } else {
2194                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2195                 __update_group_entity_contrib(se);
2196         }
2197
2198         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2199 }
2200
2201 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2202                                                  long load_contrib)
2203 {
2204         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2205                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2206         else
2207                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2208 }
2209
2210 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2211
2212 /* Update a sched_entity's runnable average */
2213 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2214                                           int update_cfs_rq)
2215 {
2216         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2217         long contrib_delta;
2218         u64 now;
2219
2220         /*
2221          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2222          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2223          */
2224         if (entity_is_task(se))
2225                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2226         else
2227                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2228
2229         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2230                 return;
2231
2232         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2233
2234         if (!update_cfs_rq)
2235                 return;
2236
2237         if (se->on_rq)
2238                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2239         else
2240                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2241 }
2242
2243 /*
2244  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2245  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2246  */
2247 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2248 {
2249         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2250         u64 decays;
2251
2252         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2253         if (!decays && !force_update)
2254                 return;
2255
2256         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2257                 unsigned long removed_load;
2258                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2259                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2260         }
2261
2262         if (decays) {
2263                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2264                                                       decays);
2265                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2266                 cfs_rq->last_decay = now;
2267         }
2268
2269         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2270 }
2271
2272 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2273 {
2274         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2275         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2276 }
2277
2278 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2279 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2280                                                   struct sched_entity *se,
2281                                                   int wakeup)
2282 {
2283         /*
2284          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2285          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2286          * accumulated while sleeping.
2287          *
2288          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2289          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2290          * constructed load_avg_contrib.
2291          */
2292         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2293                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2294                 if (se->avg.decay_count) {
2295                         /*
2296                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2297                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2298                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2299                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2300                          * approximate this using our carried decays, which are
2301                          * explicitly atomically readable.
2302                          */
2303                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2304                                                         << 20;
2305                         update_entity_load_avg(se, 0);
2306                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2307                         se->avg.decay_count = 0;
2308                 }
2309                 wakeup = 0;
2310         } else {
2311                 /*
2312                  * Task re-woke on same cpu (or else migrate_task_rq_fair()
2313                  * would have made count negative); we must be careful to avoid
2314                  * double-accounting blocked time after synchronizing decays.
2315                  */
2316                 se->avg.last_runnable_update += __synchronize_entity_decay(se)
2317                                                         << 20;
2318         }
2319
2320         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2321         if (wakeup) {
2322                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2323                 update_entity_load_avg(se, 0);
2324         }
2325
2326         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2327         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2328         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2329 }
2330
2331 /*
2332  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2333  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2334  * blocked_load_avg.
2335  */
2336 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2337                                                   struct sched_entity *se,
2338                                                   int sleep)
2339 {
2340         update_entity_load_avg(se, 1);
2341         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2342         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2343
2344         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2345         if (sleep) {
2346                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2347                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2348         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2349 }
2350
2351 /*
2352  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2353  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2354  * be the only way to update the runnable statistic.
2355  */
2356 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2357 {
2358         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2359 }
2360
2361 /*
2362  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2363  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2364  * be the only way to update the runnable statistic.
2365  */
2366 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2367 {
2368         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2369 }
2370
2371 #else
2372 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2373                                           int update_cfs_rq) {}
2374 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2375 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2376                                            struct sched_entity *se,
2377                                            int wakeup) {}
2378 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2379                                            struct sched_entity *se,
2380                                            int sleep) {}
2381 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2382                                               int force_update) {}
2383 #endif
2384
2385 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2386 {
2387 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2388         struct task_struct *tsk = NULL;
2389
2390         if (entity_is_task(se))
2391                 tsk = task_of(se);
2392
2393         if (se->statistics.sleep_start) {
2394                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2395
2396                 if ((s64)delta < 0)
2397                         delta = 0;
2398
2399                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2400                         se->statistics.sleep_max = delta;
2401
2402                 se->statistics.sleep_start = 0;
2403                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2404
2405                 if (tsk) {
2406                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2407                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2408                 }
2409         }
2410         if (se->statistics.block_start) {
2411                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2412
2413                 if ((s64)delta < 0)
2414                         delta = 0;
2415
2416                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2417                         se->statistics.block_max = delta;
2418
2419                 se->statistics.block_start = 0;
2420                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2421
2422                 if (tsk) {
2423                         if (tsk->in_iowait) {
2424                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2425                                 se->statistics.iowait_count++;
2426                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2427                         }
2428
2429                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2430
2431                         /*
2432                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2433                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2434                          * amount of time that the task spent sleeping:
2435                          */
2436                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2437                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2438                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2439                                                 delta >> 20);
2440                         }
2441                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2442                 }
2443         }
2444 #endif
2445 }
2446
2447 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2448 {
2449 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2450         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2451
2452         if (d < 0)
2453                 d = -d;
2454
2455         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2456                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2457 #endif
2458 }
2459
2460 static void
2461 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2462 {
2463         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2464
2465         /*
2466          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2467          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2468          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2469          * stays open at the end.
2470          */
2471         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2472                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2473
2474         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2475         if (!initial) {
2476                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2477
2478                 /*
2479                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2480                  * for a gentler effect of sleepers:
2481                  */
2482                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2483                         thresh >>= 1;
2484
2485                 vruntime -= thresh;
2486         }
2487
2488         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2489         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2490 }
2491
2492 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2493
2494 static void
2495 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2496 {
2497         /*
2498          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2499          * through calling update_curr().
2500          */
2501         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2502                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2503
2504         /*
2505          * Update run-time statistics of the 'current'.
2506          */
2507         update_curr(cfs_rq);
2508         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2509         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2510         update_cfs_shares(cfs_rq);
2511
2512         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2513                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2514                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
2515         }
2516
2517         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
2518         check_spread(cfs_rq, se);
2519         if (se != cfs_rq->curr)
2520                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
2521         se->on_rq = 1;
2522
2523         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
2524                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
2525                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
2526         }
2527 }
2528
2529 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
2530 {
2531         for_each_sched_entity(se) {
2532                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2533                 if (cfs_rq->last == se)
2534                         cfs_rq->last = NULL;
2535                 else
2536                         break;
2537         }
2538 }
2539
2540 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
2541 {
2542         for_each_sched_entity(se) {
2543                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2544                 if (cfs_rq->next == se)
2545                         cfs_rq->next = NULL;
2546                 else
2547                         break;
2548         }
2549 }
2550
2551 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
2552 {
2553         for_each_sched_entity(se) {
2554                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2555                 if (cfs_rq->skip == se)
2556                         cfs_rq->skip = NULL;
2557                 else
2558                         break;
2559         }
2560 }
2561
2562 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2563 {
2564         if (cfs_rq->last == se)
2565                 __clear_buddies_last(se);
2566
2567         if (cfs_rq->next == se)
2568                 __clear_buddies_next(se);
2569
2570         if (cfs_rq->skip == se)
2571                 __clear_buddies_skip(se);
2572 }
2573
2574 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2575
2576 static void
2577 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2578 {
2579         /*
2580          * Update run-time statistics of the 'current'.
2581          */
2582         update_curr(cfs_rq);
2583         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2584
2585         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
2586         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
2587 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2588                 if (entity_is_task(se)) {
2589                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
2590
2591                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
2592                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2593                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
2594                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2595                 }
2596 #endif
2597         }
2598
2599         clear_buddies(cfs_rq, se);
2600
2601         if (se != cfs_rq->curr)
2602                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2603         se->on_rq = 0;
2604         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2605
2606         /*
2607          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
2608          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
2609          * movement in our normalized position.
2610          */
2611         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
2612                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
2613
2614         /* return excess runtime on last dequeue */
2615         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2616
2617         update_min_vruntime(cfs_rq);
2618         update_cfs_shares(cfs_rq);
2619 }
2620
2621 /*
2622  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2623  */
2624 static void
2625 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2626 {
2627         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
2628         struct sched_entity *se;
2629         s64 delta;
2630
2631         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
2632         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
2633         if (delta_exec > ideal_runtime) {
2634                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2635                 /*
2636                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
2637                  * re-elected due to buddy favours.
2638                  */
2639                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
2640                 return;
2641         }
2642
2643         /*
2644          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
2645          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
2646          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
2647          */
2648         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
2649                 return;
2650
2651         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2652         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
2653
2654         if (delta < 0)
2655                 return;
2656
2657         if (delta > ideal_runtime)
2658                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2659 }
2660
2661 static void
2662 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2663 {
2664         /* 'current' is not kept within the tree. */
2665         if (se->on_rq) {
2666                 /*
2667                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
2668                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
2669                  * runqueue.
2670                  */
2671                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
2672                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2673         }
2674
2675         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
2676         cfs_rq->curr = se;
2677 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2678         /*
2679          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
2680          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
2681          * when there are only lesser-weight tasks around):
2682          */
2683         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
2684                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
2685                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
2686         }
2687 #endif
2688         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
2689 }
2690
2691 static int
2692 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
2693
2694 /*
2695  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
2696  * 1) keep things fair between processes/task groups
2697  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
2698  * 3) pick the "last" process, for cache locality
2699  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
2700  */
2701 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
2702 {
2703         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2704         struct sched_entity *left = se;
2705
2706         /*
2707          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
2708          * be done without getting too unfair.
2709          */
2710         if (cfs_rq->skip == se) {
2711                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
2712                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
2713                         se = second;
2714         }
2715
2716         /*
2717          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
2718          */
2719         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
2720                 se = cfs_rq->last;
2721
2722         /*
2723          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
2724          */
2725         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
2726                 se = cfs_rq->next;
2727
2728         clear_buddies(cfs_rq, se);
2729
2730         return se;
2731 }
2732
2733 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2734
2735 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
2736 {
2737         /*
2738          * If still on the runqueue then deactivate_task()
2739          * was not called and update_curr() has to be done:
2740          */
2741         if (prev->on_rq)
2742                 update_curr(cfs_rq);
2743
2744         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
2745         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2746
2747         check_spread(cfs_rq, prev);
2748         if (prev->on_rq) {
2749                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
2750                 /* Put 'current' back into the tree. */
2751                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
2752                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
2753                 update_entity_load_avg(prev, 1);
2754         }
2755         cfs_rq->curr = NULL;
2756 }
2757
2758 static void
2759 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
2760 {
2761         /*
2762          * Update run-time statistics of the 'current'.
2763          */
2764         update_curr(cfs_rq);
2765
2766         /*
2767          * Ensure that runnable average is periodically updated.
2768          */
2769         update_entity_load_avg(curr, 1);
2770         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
2771         update_cfs_shares(cfs_rq);
2772
2773 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2774         /*
2775          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
2776          * validating it and just reschedule.
2777          */
2778         if (queued) {
2779                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2780                 return;
2781         }
2782         /*
2783          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
2784          */
2785         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
2786                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
2787                 return;
2788 #endif
2789
2790         if (cfs_rq->nr_running > 1)
2791                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
2792 }
2793
2794
2795 /**************************************************
2796  * CFS bandwidth control machinery
2797  */
2798
2799 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
2800
2801 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
2802 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
2803
2804 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
2805 {
2806         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
2807 }
2808
2809 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
2810 {
2811         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
2812         if (enabled && !was_enabled)
2813                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
2814         else if (!enabled && was_enabled)
2815                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
2816 }
2817 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
2818 static bool cfs_bandwidth_used(void)
2819 {
2820         return true;
2821 }
2822
2823 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
2824 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
2825
2826 /*
2827  * default period for cfs group bandwidth.
2828  * default: 0.1s, units: nanoseconds
2829  */
2830 static inline u64 default_cfs_period(void)
2831 {
2832         return 100000000ULL;
2833 }
2834
2835 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
2836 {
2837         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
2838 }
2839
2840 /*
2841  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
2842  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
2843  * additional synchronization around rq->lock.
2844  *
2845  * requires cfs_b->lock
2846  */
2847 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2848 {
2849         u64 now;
2850
2851         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2852                 return;
2853
2854         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
2855         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
2856         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
2857 }
2858
2859 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2860 {
2861         return &tg->cfs_bandwidth;
2862 }
2863
2864 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
2865 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2866 {
2867         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
2868                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
2869
2870         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
2871 }
2872
2873 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
2874 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2875 {
2876         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2877         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
2878         u64 amount = 0, min_amount, expires;
2879
2880         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
2881         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
2882
2883         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2884         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2885                 amount = min_amount;
2886         else {
2887                 /*
2888                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
2889                  * period must have elapsed since the last consumption.
2890                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
2891                  * active.
2892                  */
2893                 if (!cfs_b->timer_active) {
2894                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2895                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
2896                 }
2897
2898                 if (cfs_b->runtime > 0) {
2899                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
2900                         cfs_b->runtime -= amount;
2901                         cfs_b->idle = 0;
2902                 }
2903         }
2904         expires = cfs_b->runtime_expires;
2905         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2906
2907         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
2908         /*
2909          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
2910          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
2911          * issued.
2912          */
2913         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
2914                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2915
2916         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
2917 }
2918
2919 /*
2920  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
2921  * fact that rq->clock snapshots this value.
2922  */
2923 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2924 {
2925         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2926
2927         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
2928         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
2929                 return;
2930
2931         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
2932                 return;
2933
2934         /*
2935          * If the local deadline has passed we have to consider the
2936          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
2937          * has not truly expired.
2938          *
2939          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
2940          * whether the global deadline has advanced.
2941          */
2942
2943         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
2944                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
2945                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
2946         } else {
2947                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
2948                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
2949         }
2950 }
2951
2952 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2953                                      unsigned long delta_exec)
2954 {
2955         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
2956         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
2957         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2958
2959         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2960                 return;
2961
2962         /*
2963          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
2964          * hierarchy can be throttled
2965          */
2966         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
2967                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2968 }
2969
2970 static __always_inline
2971 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
2972 {
2973         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
2974                 return;
2975
2976         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
2977 }
2978
2979 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2980 {
2981         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
2982 }
2983
2984 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
2985 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2986 {
2987         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
2988 }
2989
2990 /*
2991  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
2992  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
2993  * load-balance operations.
2994  */
2995 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2996                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2997 {
2998         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
2999
3000         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3001         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3002
3003         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3004                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3005 }
3006
3007 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3008 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3009 {
3010         struct rq *rq = data;
3011         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3012
3013         cfs_rq->throttle_count--;
3014 #ifdef CONFIG_SMP
3015         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3016                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3017                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3018                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3019         }
3020 #endif
3021
3022         return 0;
3023 }
3024
3025 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3026 {
3027         struct rq *rq = data;
3028         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3029
3030         /* group is entering throttled state, stop time */
3031         if (!cfs_rq->throttle_count)
3032                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3033         cfs_rq->throttle_count++;
3034
3035         return 0;
3036 }
3037
3038 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3039 {
3040         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3041         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3042         struct sched_entity *se;
3043         long task_delta, dequeue = 1;
3044
3045         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3046
3047         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3048         rcu_read_lock();
3049         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3050         rcu_read_unlock();
3051
3052         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3053         for_each_sched_entity(se) {
3054                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3055                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3056                 if (!se->on_rq)
3057                         break;
3058
3059                 if (dequeue)
3060                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3061                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3062
3063                 if (qcfs_rq->load.weight)
3064                         dequeue = 0;
3065         }
3066
3067         if (!se)
3068                 rq->nr_running -= task_delta;
3069
3070         cfs_rq->throttled = 1;
3071         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3072         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3073         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3074         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3075 }
3076
3077 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3078 {
3079         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3080         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3081         struct sched_entity *se;
3082         int enqueue = 1;
3083         long task_delta;
3084
3085         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3086
3087         cfs_rq->throttled = 0;
3088
3089         update_rq_clock(rq);
3090
3091         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3092         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3093         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3094         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3095
3096         /* update hierarchical throttle state */
3097         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3098
3099         if (!cfs_rq->load.weight)
3100                 return;
3101
3102         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3103         for_each_sched_entity(se) {
3104                 if (se->on_rq)
3105                         enqueue = 0;
3106
3107                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3108                 if (enqueue)
3109                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3110                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3111
3112                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3113                         break;
3114         }
3115
3116         if (!se)
3117                 rq->nr_running += task_delta;
3118
3119         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3120         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3121                 resched_task(rq->curr);
3122 }
3123
3124 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3125                 u64 remaining, u64 expires)
3126 {
3127         struct cfs_rq *cfs_rq;
3128         u64 runtime = remaining;
3129
3130         rcu_read_lock();
3131         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3132                                 throttled_list) {
3133                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3134
3135                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3136                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3137                         goto next;
3138
3139                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3140                 if (runtime > remaining)
3141                         runtime = remaining;
3142                 remaining -= runtime;
3143
3144                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3145                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3146
3147                 /* we check whether we're throttled above */
3148                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3149                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3150
3151 next:
3152                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3153
3154                 if (!remaining)
3155                         break;
3156         }
3157         rcu_read_unlock();
3158
3159         return remaining;
3160 }
3161
3162 /*
3163  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3164  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3165  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3166  * used to track this state.
3167  */
3168 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3169 {
3170         u64 runtime, runtime_expires;
3171         int idle = 1, throttled;
3172
3173         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3174         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3175         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3176                 goto out_unlock;
3177
3178         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3179         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
3180         idle = cfs_b->idle && !throttled;
3181         cfs_b->nr_periods += overrun;
3182
3183         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
3184         if (idle)
3185                 goto out_unlock;
3186
3187         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3188
3189         if (!throttled) {
3190                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3191                 cfs_b->idle = 1;
3192                 goto out_unlock;
3193         }
3194
3195         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3196         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3197
3198         /*
3199          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
3200          * to unthrottle them before making it generally available.  This
3201          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
3202          * allowed to run.
3203          */
3204         runtime = cfs_b->runtime;
3205         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3206         cfs_b->runtime = 0;
3207
3208         /*
3209          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
3210          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
3211          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
3212          */
3213         while (throttled && runtime > 0) {
3214                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3215                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3216                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3217                                                  runtime_expires);
3218                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3219
3220                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3221         }
3222
3223         /* return (any) remaining runtime */
3224         cfs_b->runtime = runtime;
3225         /*
3226          * While we are ensured activity in the period following an
3227          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3228          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3229          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3230          */
3231         cfs_b->idle = 0;
3232 out_unlock:
3233         if (idle)
3234                 cfs_b->timer_active = 0;
3235         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3236
3237         return idle;
3238 }
3239
3240 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3241 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3242 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3243 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3244 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3245 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3246
3247 /* are we near the end of the current quota period? */
3248 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3249 {
3250         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3251         u64 remaining;
3252
3253         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3254         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3255                 return 1;
3256
3257         /* is a quota refresh about to occur? */
3258         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3259         if (remaining < min_expire)
3260                 return 1;
3261
3262         return 0;
3263 }
3264
3265 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3266 {
3267         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3268
3269         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3270         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3271                 return;
3272
3273         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3274                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3275 }
3276
3277 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3278 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3279 {
3280         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3281         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3282
3283         if (slack_runtime <= 0)
3284                 return;
3285
3286         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3287         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3288             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3289                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3290
3291                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3292                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3293                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3294                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3295         }
3296         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3297
3298         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3299         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3300 }
3301
3302 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3303 {
3304         if (!cfs_bandwidth_used())
3305                 return;
3306
3307         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3308                 return;
3309
3310         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3311 }
3312
3313 /*
3314  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3315  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3316  */
3317 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3318 {
3319         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3320         u64 expires;
3321
3322         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3323         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
3324                 return;
3325
3326         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3327         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
3328                 runtime = cfs_b->runtime;
3329                 cfs_b->runtime = 0;
3330         }
3331         expires = cfs_b->runtime_expires;
3332         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3333
3334         if (!runtime)
3335                 return;
3336
3337         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3338
3339         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3340         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3341                 cfs_b->runtime = runtime;
3342         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3343 }
3344
3345 /*
3346  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3347  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3348  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3349  */
3350 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3351 {
3352         if (!cfs_bandwidth_used())
3353                 return;
3354
3355         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3356         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3357                 return;
3358
3359         /* ensure the group is not already throttled */
3360         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3361                 return;
3362
3363         /* update runtime allocation */
3364         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3365         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3366                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3367 }
3368
3369 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3370 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3371 {
3372         if (!cfs_bandwidth_used())
3373                 return;
3374
3375         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3376                 return;
3377
3378         /*
3379          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3380          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3381          */
3382         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3383                 return;
3384
3385         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3386 }
3387
3388 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3389 {
3390         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3391                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3392         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3393
3394         return HRTIMER_NORESTART;
3395 }
3396
3397 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3398 {
3399         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3400                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3401         ktime_t now;
3402         int overrun;
3403         int idle = 0;
3404
3405         for (;;) {
3406                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3407                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3408
3409                 if (!overrun)
3410                         break;
3411
3412                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3413         }
3414
3415         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3416 }
3417
3418 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3419 {
3420         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3421         cfs_b->runtime = 0;
3422         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3423         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3424
3425         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3426         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3427         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3428         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3429         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3430 }
3431
3432 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3433 {
3434         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3435         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3436 }
3437
3438 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3439 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3440 {
3441         /*
3442          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3443          * period or because we're racing with the tear-down path
3444          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3445          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3446          */
3447         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
3448                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3449                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
3450                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3451
3452                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3453                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3454                 if (cfs_b->timer_active)
3455                         return;
3456         }
3457
3458         cfs_b->timer_active = 1;
3459         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3460 }
3461
3462 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3463 {
3464         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3465         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3466 }
3467
3468 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
3469 {
3470         struct cfs_rq *cfs_rq;
3471
3472         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3473                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3474
3475                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
3476                         continue;
3477
3478                 /*
3479                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
3480                  * there's some valid quota amount
3481                  */
3482                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
3483                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3484                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3485         }
3486 }
3487
3488 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3489 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3490 {
3491         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
3492 }
3493
3494 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
3495                                      unsigned long delta_exec) {}
3496 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3497 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3498 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3499
3500 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3501 {
3502         return 0;
3503 }
3504
3505 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3506 {
3507         return 0;
3508 }
3509
3510 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3511                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3512 {
3513         return 0;
3514 }
3515
3516 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3517
3518 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3519 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3520 #endif
3521
3522 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3523 {
3524         return NULL;
3525 }
3526 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3527 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
3528
3529 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3530
3531 /**************************************************
3532  * CFS operations on tasks:
3533  */
3534
3535 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3536 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3537 {
3538         struct sched_entity *se = &p->se;
3539         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3540
3541         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
3542
3543         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
3544                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
3545                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
3546                 s64 delta = slice - ran;
3547
3548                 if (delta < 0) {
3549                         if (rq->curr == p)
3550                                 resched_task(p);
3551                         return;
3552                 }
3553
3554                 /*
3555                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
3556                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
3557                  */
3558                 if (rq->curr != p)
3559                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
3560
3561                 hrtick_start(rq, delta);
3562         }
3563 }
3564
3565 /*
3566  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
3567  * current task is from our class and nr_running is low enough
3568  * to matter.
3569  */
3570 static void hrtick_update(struct rq *rq)
3571 {
3572         struct task_struct *curr = rq->curr;
3573
3574         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
3575                 return;
3576
3577         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
3578                 hrtick_start_fair(rq, curr);
3579 }
3580 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
3581 static inline void
3582 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3583 {
3584 }
3585
3586 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
3587 {
3588 }
3589 #endif
3590
3591 /*
3592  * The enqueue_task method is called before nr_running is
3593  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
3594  * then put the task into the rbtree:
3595  */
3596 static void
3597 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3598 {
3599         struct cfs_rq *cfs_rq;
3600         struct sched_entity *se = &p->se;
3601
3602         for_each_sched_entity(se) {
3603                 if (se->on_rq)
3604                         break;
3605                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3606                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
3607
3608                 /*
3609                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3610                  *
3611                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3612                  * post the final h_nr_running increment below.
3613                 */
3614                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3615                         break;
3616                 cfs_rq->h_nr_running++;
3617
3618                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
3619         }
3620
3621         for_each_sched_entity(se) {
3622                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3623                 cfs_rq->h_nr_running++;
3624
3625                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3626                         break;
3627
3628                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3629                 update_entity_load_avg(se, 1);
3630         }
3631
3632         if (!se) {
3633                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3634                 inc_nr_running(rq);
3635         }
3636         hrtick_update(rq);
3637 }
3638
3639 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
3640
3641 /*
3642  * The dequeue_task method is called before nr_running is
3643  * decreased. We remove the task from the rbtree and
3644  * update the fair scheduling stats:
3645  */
3646 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3647 {
3648         struct cfs_rq *cfs_rq;
3649         struct sched_entity *se = &p->se;
3650         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
3651
3652         for_each_sched_entity(se) {
3653                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3654                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
3655
3656                 /*
3657                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3658                  *
3659                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3660                  * post the final h_nr_running decrement below.
3661                 */
3662                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3663                         break;
3664                 cfs_rq->h_nr_running--;
3665
3666                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
3667                 if (cfs_rq->load.weight) {
3668                         /*
3669                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
3670                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
3671                          */
3672                         if (task_sleep && parent_entity(se))
3673                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
3674
3675                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
3676                         se = parent_entity(se);
3677                         break;
3678                 }
3679                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
3680         }
3681
3682         for_each_sched_entity(se) {
3683                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3684                 cfs_rq->h_nr_running--;
3685
3686                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3687                         break;
3688
3689                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3690                 update_entity_load_avg(se, 1);
3691         }
3692
3693         if (!se) {
3694                 dec_nr_running(rq);
3695                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
3696         }
3697         hrtick_update(rq);
3698 }
3699
3700 #ifdef CONFIG_SMP
3701 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
3702 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
3703 {
3704         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
3705 }
3706
3707 /*
3708  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
3709  * according to the scheduling class and "nice" value.
3710  *
3711  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
3712  * balance conservatively.
3713  */
3714 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
3715 {
3716         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3717         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3718
3719         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3720                 return total;
3721
3722         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
3723 }
3724
3725 /*
3726  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
3727  * according to the scheduling class and "nice" value.
3728  */
3729 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
3730 {
3731         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3732         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3733
3734         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3735                 return total;
3736
3737         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
3738 }
3739
3740 static unsigned long power_of(int cpu)
3741 {
3742         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
3743 }
3744
3745 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
3746 {
3747         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3748         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
3749         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
3750
3751         if (nr_running)
3752                 return load_avg / nr_running;
3753
3754         return 0;
3755 }
3756
3757 static void record_wakee(struct task_struct *p)
3758 {
3759         /*
3760          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
3761          * about the boundary, really active task won't care
3762          * about the loss.
3763          */
3764         if (jiffies > current->wakee_flip_decay_ts + HZ) {
3765                 current->wakee_flips = 0;
3766                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
3767         }
3768
3769         if (current->last_wakee != p) {
3770                 current->last_wakee = p;
3771                 current->wakee_flips++;
3772         }
3773 }
3774
3775 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
3776 {
3777         struct sched_entity *se = &p->se;
3778         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3779         u64 min_vruntime;
3780
3781 #ifndef CONFIG_64BIT
3782         u64 min_vruntime_copy;
3783
3784         do {
3785                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
3786                 smp_rmb();
3787                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3788         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
3789 #else
3790         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3791 #endif
3792
3793         se->vruntime -= min_vruntime;
3794         record_wakee(p);
3795 }
3796
3797 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3798 /*
3799  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
3800  *
3801  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
3802  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
3803  * can calculate the shift in shares.
3804  *
3805  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
3806  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
3807  * total group weight.
3808  *
3809  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
3810  * distribution (s_i) using:
3811  *
3812  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
3813  *
3814  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
3815  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
3816  * shares distribution (s_i):
3817  *
3818  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
3819  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
3820  *
3821  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
3822  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
3823  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
3824  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
3825  *
3826  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
3827  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
3828  *
3829  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
3830  *
3831  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
3832  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
3833  * weight and shares distributions like:
3834  *
3835  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
3836  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
3837  *
3838  * We can then compute the difference in effective weight by using:
3839  *
3840  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
3841  *
3842  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
3843  *
3844  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
3845  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
3846  * 4/7) times the weight of the group.
3847  */
3848 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3849 {
3850         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
3851
3852         if (!tg->parent || !wl) /* the trivial, non-cgroup case */
3853                 return wl;
3854
3855         for_each_sched_entity(se) {
3856                 long w, W;
3857
3858                 tg = se->my_q->tg;
3859
3860                 /*
3861                  * W = @wg + \Sum rw_j
3862                  */
3863                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
3864
3865                 /*
3866                  * w = rw_i + @wl
3867                  */
3868                 w = se->my_q->load.weight + wl;
3869
3870                 /*
3871                  * wl = S * s'_i; see (2)
3872                  */
3873                 if (W > 0 && w < W)
3874                         wl = (w * tg->shares) / W;
3875                 else
3876                         wl = tg->shares;
3877
3878                 /*
3879                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
3880                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
3881                  * calc_cfs_shares().
3882                  */
3883                 if (wl < MIN_SHARES)
3884                         wl = MIN_SHARES;
3885
3886                 /*
3887                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
3888                  */
3889                 wl -= se->load.weight;
3890
3891                 /*
3892                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
3893                  * the final effective load change on the root group. Since
3894                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
3895                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
3896                  * resulting from this level per the above.
3897                  */
3898                 wg = 0;
3899         }
3900
3901         return wl;
3902 }
3903 #else
3904
3905 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3906 {
3907         return wl;
3908 }
3909
3910 #endif
3911
3912 static int wake_wide(struct task_struct *p)
3913 {
3914         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
3915
3916         /*
3917          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
3918          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
3919          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
3920          */
3921         if (p->wakee_flips > factor) {
3922                 /*
3923                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
3924                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
3925                  * it alone.
3926                  */
3927                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
3928                         return 1;
3929         }
3930
3931         return 0;
3932 }
3933
3934 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
3935 {
3936         s64 this_load, load;
3937         int idx, this_cpu, prev_cpu;
3938         unsigned long tl_per_task;
3939         struct task_group *tg;
3940         unsigned long weight;
3941         int balanced;
3942
3943         /*
3944          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
3945          * ourselves around too much.
3946          */
3947         if (wake_wide(p))
3948                 return 0;
3949
3950         idx       = sd->wake_idx;
3951         this_cpu  = smp_processor_id();
3952         prev_cpu  = task_cpu(p);
3953         load      = source_load(prev_cpu, idx);
3954         this_load = target_load(this_cpu, idx);
3955
3956         /*
3957          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
3958          * effect of the currently running task from the load
3959          * of the current CPU:
3960          */
3961         if (sync) {
3962                 tg = task_group(current);
3963                 weight = current->se.load.weight;
3964
3965                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
3966                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
3967         }
3968
3969         tg = task_group(p);
3970         weight = p->se.load.weight;
3971
3972         /*
3973          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
3974          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
3975          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
3976          * about that, so that's good too.
3977          *
3978          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
3979          * task to be woken on this_cpu.
3980          */
3981         if (this_load > 0) {
3982                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
3983
3984                 this_eff_load = 100;
3985                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
3986                 this_eff_load *= this_load +
3987                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
3988
3989                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
3990                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
3991                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
3992
3993                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
3994         } else
3995                 balanced = true;
3996
3997         /*
3998          * If the currently running task will sleep within
3999          * a reasonable amount of time then attract this newly
4000          * woken task:
4001          */
4002         if (sync && balanced)
4003                 return 1;
4004
4005         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4006         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
4007
4008         if (balanced ||
4009             (this_load <= load &&
4010              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
4011                 /*
4012                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
4013                  * p is cache cold in this domain, and
4014                  * there is no bad imbalance.
4015                  */
4016                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4017                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4018
4019                 return 1;
4020         }
4021         return 0;
4022 }
4023
4024 /*
4025  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4026  * domain.
4027  */
4028 static struct sched_group *
4029 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4030                   int this_cpu, int load_idx)
4031 {
4032         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4033         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4034         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4035
4036         do {
4037                 unsigned long load, avg_load;
4038                 int local_group;
4039                 int i;
4040
4041                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4042                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4043                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4044                         continue;
4045
4046                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4047                                                sched_group_cpus(group));
4048
4049                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4050                 avg_load = 0;
4051
4052                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4053                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4054                         if (local_group)
4055                                 load = source_load(i, load_idx);
4056                         else
4057                                 load = target_load(i, load_idx);
4058
4059                         avg_load += load;
4060                 }
4061
4062                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
4063                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4064
4065                 if (local_group) {
4066                         this_load = avg_load;
4067                 } else if (avg_load < min_load) {
4068                         min_load = avg_load;
4069                         idlest = group;
4070                 }
4071         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4072
4073         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4074                 return NULL;
4075         return idlest;
4076 }
4077
4078 /*
4079  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4080  */
4081 static int
4082 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4083 {
4084         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4085         int idlest = -1;
4086         int i;
4087
4088         /* Traverse only the allowed CPUs */
4089         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4090                 load = weighted_cpuload(i);
4091
4092                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4093                         min_load = load;
4094                         idlest = i;
4095                 }
4096         }
4097
4098         return idlest;
4099 }
4100
4101 /*
4102  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4103  */
4104 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4105 {
4106         struct sched_domain *sd;
4107         struct sched_group *sg;
4108         int i = task_cpu(p);
4109
4110         if (idle_cpu(target))
4111                 return target;
4112
4113         /*
4114          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4115          */
4116         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4117                 return i;
4118
4119         /*
4120          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4121          */
4122         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4123         for_each_lower_domain(sd) {
4124                 sg = sd->groups;
4125                 do {
4126                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4127                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4128                                 goto next;
4129
4130                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4131                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4132                                         goto next;
4133                         }
4134
4135                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4136                                         tsk_cpus_allowed(p));
4137                         goto done;
4138 next:
4139                         sg = sg->next;
4140                 } while (sg != sd->groups);
4141         }
4142 done:
4143         return target;
4144 }
4145
4146 /*
4147  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
4148  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
4149  * SD_BALANCE_EXEC.
4150  *
4151  * Balance, ie. select the least loaded group.
4152  *
4153  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
4154  *
4155  * preempt must be disabled.
4156  */
4157 static int
4158 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4159 {
4160         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4161         int cpu = smp_processor_id();
4162         int new_cpu = cpu;
4163         int want_affine = 0;
4164         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4165
4166         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
4167                 return prev_cpu;
4168
4169         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4170                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4171                         want_affine = 1;
4172                 new_cpu = prev_cpu;
4173         }
4174
4175         rcu_read_lock();
4176         for_each_domain(cpu, tmp) {
4177                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4178                         continue;
4179
4180                 /*
4181                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4182                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4183                  */
4184                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4185                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4186                         affine_sd = tmp;
4187                         break;
4188                 }
4189
4190                 if (tmp->flags & sd_flag)
4191                         sd = tmp;
4192         }
4193
4194         if (affine_sd) {
4195                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4196                         prev_cpu = cpu;
4197
4198                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4199                 goto unlock;
4200         }
4201
4202         while (sd) {
4203                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
4204                 struct sched_group *group;
4205                 int weight;
4206
4207                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4208                         sd = sd->child;
4209                         continue;
4210                 }
4211
4212                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4213                         load_idx = sd->wake_idx;
4214
4215                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
4216                 if (!group) {
4217                         sd = sd->child;
4218                         continue;
4219                 }
4220
4221                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4222                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4223                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4224                         sd = sd->child;
4225                         continue;
4226                 }
4227
4228                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4229                 cpu = new_cpu;
4230                 weight = sd->span_weight;
4231                 sd = NULL;
4232                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4233                         if (weight <= tmp->span_weight)
4234                                 break;
4235                         if (tmp->flags & sd_flag)
4236                                 sd = tmp;
4237                 }
4238                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4239         }
4240 unlock:
4241         rcu_read_unlock();
4242
4243         return new_cpu;
4244 }
4245
4246 /*
4247  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4248  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4249  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4250  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4251  */
4252 static void
4253 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4254 {
4255         struct sched_entity *se = &p->se;
4256         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4257
4258         /*
4259          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4260          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4261          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4262          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4263          */
4264         if (se->avg.decay_count) {
4265                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4266                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4267                                                 &cfs_rq->removed_load);
4268         }
4269 }
4270 #endif /* CONFIG_SMP */
4271
4272 static unsigned long
4273 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4274 {
4275         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4276
4277         /*
4278          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4279          * to virtual-time in his units.
4280          *
4281          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4282          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4283          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4284          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4285          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4286          *
4287          * This is especially important for buddies when the leftmost
4288          * task is higher priority than the buddy.
4289          */
4290         return calc_delta_fair(gran, se);
4291 }
4292
4293 /*
4294  * Should 'se' preempt 'curr'.
4295  *
4296  *             |s1
4297  *        |s2
4298  *   |s3
4299  *         g
4300  *      |<--->|c
4301  *
4302  *  w(c, s1) = -1
4303  *  w(c, s2) =  0
4304  *  w(c, s3) =  1
4305  *
4306  */
4307 static int
4308 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4309 {
4310         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4311
4312         if (vdiff <= 0)
4313                 return -1;
4314
4315         gran = wakeup_gran(curr, se);
4316         if (vdiff > gran)
4317                 return 1;
4318
4319         return 0;
4320 }
4321
4322 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4323 {
4324         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4325                 return;
4326
4327         for_each_sched_entity(se)
4328                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4329 }
4330
4331 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4332 {
4333         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4334                 return;
4335
4336         for_each_sched_entity(se)
4337                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4338 }
4339
4340 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4341 {
4342         for_each_sched_entity(se)
4343                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4344 }
4345
4346 /*
4347  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4348  */
4349 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4350 {
4351         struct task_struct *curr = rq->curr;
4352         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4353         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4354         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4355         int next_buddy_marked = 0;
4356
4357         if (unlikely(se == pse))
4358                 return;
4359
4360         /*
4361          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
4362          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4363          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4364          * next-buddy nomination below.
4365          */
4366         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4367                 return;
4368
4369         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4370                 set_next_buddy(pse);
4371                 next_buddy_marked = 1;
4372         }
4373
4374         /*
4375          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4376          * wake up path.
4377          *
4378          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4379          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4380          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4381          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4382          * below.
4383          */
4384         if (test_tsk_need_resched(curr))
4385                 return;
4386
4387         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4388         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4389             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4390                 goto preempt;
4391
4392         /*
4393          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4394          * is driven by the tick):
4395          */
4396         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4397                 return;
4398
4399         find_matching_se(&se, &pse);
4400         update_curr(cfs_rq_of(se));
4401         BUG_ON(!pse);
4402         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4403                 /*
4404                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4405                  * triggering this preemption.
4406                  */
4407                 if (!next_buddy_marked)
4408                         set_next_buddy(pse);
4409                 goto preempt;
4410         }
4411
4412         return;
4413
4414 preempt:
4415         resched_task(curr);
4416         /*
4417          * Only set the backward buddy when the current task is still
4418          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4419          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4420          * point, either of which can * drop the rq lock.
4421          *
4422          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4423          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4424          */
4425         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4426                 return;
4427
4428         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4429                 set_last_buddy(se);
4430 }
4431
4432 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
4433 {
4434         struct task_struct *p;
4435         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4436         struct sched_entity *se;
4437
4438         if (!cfs_rq->nr_running)
4439                 return NULL;
4440
4441         do {
4442                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
4443                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4444                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4445         } while (cfs_rq);
4446
4447         p = task_of(se);
4448         if (hrtick_enabled(rq))
4449                 hrtick_start_fair(rq, p);
4450
4451         return p;
4452 }
4453
4454 /*
4455  * Account for a descheduled task:
4456  */
4457 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4458 {
4459         struct sched_entity *se = &prev->se;
4460         struct cfs_rq *cfs_rq;
4461
4462         for_each_sched_entity(se) {
4463                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4464                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
4465         }
4466 }
4467
4468 /*
4469  * sched_yield() is very simple
4470  *
4471  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
4472  */
4473 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
4474 {
4475         struct task_struct *curr = rq->curr;
4476         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4477         struct sched_entity *se = &curr->se;
4478
4479         /*
4480          * Are we the only task in the tree?
4481          */
4482         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
4483                 return;
4484
4485         clear_buddies(cfs_rq, se);
4486
4487         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
4488                 update_rq_clock(rq);
4489                 /*
4490                  * Update run-time statistics of the 'current'.
4491                  */
4492                 update_curr(cfs_rq);
4493                 /*
4494                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
4495                  * so we don't do microscopic update in schedule()
4496                  * and double the fastpath cost.
4497                  */
4498                  rq->skip_clock_update = 1;
4499         }
4500
4501         set_skip_buddy(se);
4502 }
4503
4504 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
4505 {
4506         struct sched_entity *se = &p->se;
4507
4508         /* throttled hierarchies are not runnable */
4509         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
4510                 return false;
4511
4512         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
4513         set_next_buddy(se);
4514
4515         yield_task_fair(rq);
4516
4517         return true;
4518 }
4519
4520 #ifdef CONFIG_SMP
4521 /**************************************************
4522  * Fair scheduling class load-balancing methods.
4523  *
4524  * BASICS
4525  *
4526  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
4527  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
4528  * time to each task. This is expressed in the following equation:
4529  *
4530  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
4531  *
4532  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
4533  * W_i,0 is defined as:
4534  *
4535  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
4536  *
4537  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
4538  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
4539  *
4540  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
4541  * weight:
4542  *
4543  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
4544  *
4545  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
4546  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
4547  * can also include other factors [XXX].
4548  *
4549  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
4550  * directly from (1):
4551  *
4552  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
4553  *
4554  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
4555  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
4556  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
4557  *
4558  * [XXX expand on:
4559  *     - infeasible weights;
4560  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
4561  *
4562  *
4563  * SCHED DOMAINS
4564  *
4565  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
4566  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
4567  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
4568  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
4569  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
4570  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
4571  * the groups.
4572  *
4573  * This yields:
4574  *
4575  *     log_2 n     1     n
4576  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
4577  *     i = 0      2^i   2^i
4578  *                               `- size of each group
4579  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
4580  *         |         `- freq
4581  *         `- sum over all levels
4582  *
4583  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
4584  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
4585  *
4586  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
4587  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
4588  *
4589  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
4590  *
4591  *             log_2 n     
4592  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
4593  *             k = 0
4594  *
4595  * And you'll find that:
4596  *
4597  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
4598  *
4599  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
4600  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
4601  * of:
4602  *
4603  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
4604  *
4605  *
4606  * WORK CONSERVING
4607  *
4608  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
4609  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
4610  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
4611  *
4612  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
4613  * time.
4614  *
4615  * [XXX more?]
4616  *
4617  *
4618  * CGROUPS
4619  *
4620  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
4621  *
4622  *                                s_k,i
4623  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
4624  *                                 S_k
4625  *
4626  * Where
4627  *
4628  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
4629  *
4630  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
4631  *
4632  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
4633  * property.
4634  *
4635  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
4636  *      rewrite all of this once again.]
4637  */ 
4638
4639 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
4640
4641 enum fbq_type { regular, remote, all };
4642
4643 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
4644 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
4645 #define LBF_DST_PINNED  0x04
4646 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
4647
4648 struct lb_env {
4649         struct sched_domain     *sd;
4650
4651         struct rq               *src_rq;
4652         int                     src_cpu;
4653
4654         int                     dst_cpu;
4655         struct rq               *dst_rq;
4656
4657         struct cpumask          *dst_grpmask;
4658         int                     new_dst_cpu;
4659         enum cpu_idle_type      idle;
4660         long                    imbalance;
4661         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
4662         struct cpumask          *cpus;
4663
4664         unsigned int            flags;
4665
4666         unsigned int            loop;
4667         unsigned int            loop_break;
4668         unsigned int            loop_max;
4669
4670         enum fbq_type           fbq_type;
4671 };
4672
4673 /*
4674  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
4675  * Both runqueues must be locked.
4676  */
4677 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4678 {
4679         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
4680         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
4681         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
4682         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
4683 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4684         if (p->numa_preferred_nid != -1) {
4685                 int src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4686                 int dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4687
4688                 /*
4689                  * If the load balancer has moved the task then limit
4690                  * migrations from taking place in the short term in
4691                  * case this is a short-lived migration.
4692                  */
4693                 if (src_nid != dst_nid && dst_nid != p->numa_preferred_nid)
4694                         p->numa_migrate_seq = 0;
4695         }
4696 #endif
4697 }
4698
4699 /*
4700  * Is this task likely cache-hot:
4701  */
4702 static int
4703 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
4704 {
4705         s64 delta;
4706
4707         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
4708                 return 0;
4709
4710         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
4711                 return 0;
4712
4713         /*
4714          * Buddy candidates are cache hot:
4715          */
4716         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
4717                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
4718                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
4719                 return 1;
4720
4721         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
4722                 return 1;
4723         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
4724                 return 0;
4725
4726         delta = now - p->se.exec_start;
4727
4728         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
4729 }
4730
4731 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4732 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
4733 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4734 {
4735         int src_nid, dst_nid;
4736
4737         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults ||
4738             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
4739                 return false;
4740         }
4741
4742         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4743         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4744
4745         if (src_nid == dst_nid)
4746                 return false;
4747
4748         /* Always encourage migration to the preferred node. */
4749         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
4750                 return true;
4751
4752         /* If both task and group weight improve, this move is a winner. */
4753         if (task_weight(p, dst_nid) > task_weight(p, src_nid) &&
4754             group_weight(p, dst_nid) > group_weight(p, src_nid))
4755                 return true;
4756
4757         return false;
4758 }
4759
4760
4761 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4762 {
4763         int src_nid, dst_nid;
4764
4765         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
4766                 return false;
4767
4768         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
4769                 return false;
4770
4771         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4772         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4773
4774         if (src_nid == dst_nid)
4775                 return false;
4776
4777         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
4778         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
4779                 return true;
4780
4781         /* If either task or group weight get worse, don't do it. */
4782         if (task_weight(p, dst_nid) < task_weight(p, src_nid) ||
4783             group_weight(p, dst_nid) < group_weight(p, src_nid))
4784                 return true;
4785
4786         return false;
4787 }
4788
4789 #else
4790 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
4791                                              struct lb_env *env)
4792 {
4793         return false;
4794 }
4795
4796 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
4797                                              struct lb_env *env)
4798 {
4799         return false;
4800 }
4801 #endif
4802
4803 /*
4804  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
4805  */
4806 static
4807 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4808 {
4809         int tsk_cache_hot = 0;
4810         /*
4811          * We do not migrate tasks that are:
4812          * 1) throttled_lb_pair, or
4813          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
4814          * 3) running (obviously), or
4815          * 4) are cache-hot on their current CPU.
4816          */
4817         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
4818                 return 0;
4819
4820         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4821                 int cpu;
4822
4823                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
4824
4825                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
4826
4827                 /*
4828                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
4829                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
4830                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
4831                  *
4832                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
4833                  * one in current iteration.
4834                  */
4835                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
4836                         return 0;
4837
4838                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
4839                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
4840                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4841                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
4842                                 env->new_dst_cpu = cpu;
4843                                 break;
4844                         }
4845                 }
4846
4847                 return 0;
4848         }
4849
4850         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
4851         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
4852
4853         if (task_running(env->src_rq, p)) {
4854                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
4855                 return 0;
4856         }
4857
4858         /*
4859          * Aggressive migration if:
4860          * 1) destination numa is preferred
4861          * 2) task is cache cold, or
4862          * 3) too many balance attempts have failed.
4863          */
4864         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq), env->sd);
4865         if (!tsk_cache_hot)
4866                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
4867
4868         if (migrate_improves_locality(p, env)) {
4869 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4870                 if (tsk_cache_hot) {
4871                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4872                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4873                 }
4874 #endif
4875                 return 1;
4876         }
4877
4878         if (!tsk_cache_hot ||
4879                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
4880
4881                 if (tsk_cache_hot) {
4882                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4883                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4884                 }
4885
4886                 return 1;
4887         }
4888
4889         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
4890         return 0;
4891 }
4892
4893 /*
4894  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
4895  * part of active balancing operations within "domain".
4896  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4897  *
4898  * Called with both runqueues locked.
4899  */
4900 static int move_one_task(struct lb_env *env)
4901 {
4902         struct task_struct *p, *n;
4903
4904         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
4905                 if (!can_migrate_task(p, env))
4906                         continue;
4907
4908                 move_task(p, env);
4909                 /*
4910                  * Right now, this is only the second place move_task()
4911                  * is called, so we can safely collect move_task()
4912                  * stats here rather than inside move_task().
4913                  */
4914                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
4915                 return 1;
4916         }
4917         return 0;
4918 }
4919
4920 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
4921
4922 /*
4923  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
4924  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
4925  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4926  *
4927  * Called with both runqueues locked.
4928  */
4929 static int move_tasks(struct lb_env *env)
4930 {
4931         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
4932         struct task_struct *p;
4933         unsigned long load;
4934         int pulled = 0;
4935
4936         if (env->imbalance <= 0)
4937                 return 0;
4938
4939         while (!list_empty(tasks)) {
4940                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
4941
4942                 env->loop++;
4943                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
4944                 if (env->loop > env->loop_max)
4945                         break;
4946
4947                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
4948                 if (env->loop > env->loop_break) {
4949                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
4950                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
4951                         break;
4952                 }
4953
4954                 if (!can_migrate_task(p, env))
4955                         goto next;
4956
4957                 load = task_h_load(p);
4958
4959                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
4960                         goto next;
4961
4962                 if ((load / 2) > env->imbalance)
4963                         goto next;
4964
4965                 move_task(p, env);
4966                 pulled++;
4967                 env->imbalance -= load;
4968
4969 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4970                 /*
4971                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
4972                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
4973                  * the critical section.
4974                  */
4975                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
4976                         break;
4977 #endif
4978
4979                 /*
4980                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
4981                  * weighted load.
4982                  */
4983                 if (env->imbalance <= 0)
4984                         break;
4985
4986                 continue;
4987 next:
4988                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
4989         }
4990
4991         /*
4992          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
4993          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
4994          * inside move_task().
4995          */
4996         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
4997
4998         return pulled;
4999 }
5000
5001 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5002 /*
5003  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
5004  */
5005 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
5006 {
5007         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5008         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5009
5010         /* throttled entities do not contribute to load */
5011         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5012                 return;
5013
5014         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
5015
5016         if (se) {
5017                 update_entity_load_avg(se, 1);
5018                 /*
5019                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
5020                  * list removal.  This generally implies that all our children
5021                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
5022                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
5023                  * at enqueue.
5024                  *
5025                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
5026                  */
5027                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
5028                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5029         } else {
5030                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5031                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
5032         }
5033 }
5034
5035 static void update_blocked_averages(int cpu)
5036 {
5037         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5038         struct cfs_rq *cfs_rq;
5039         unsigned long flags;
5040
5041         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5042         update_rq_clock(rq);
5043         /*
5044          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5045          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5046          */
5047         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5048                 /*
5049                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5050                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5051                  * groups does not result in continually extending hold time.
5052                  */
5053                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5054         }
5055
5056         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5057 }
5058
5059 /*
5060  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5061  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5062  * group is a fraction of its parents load.
5063  */
5064 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5065 {
5066         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5067         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5068         unsigned long now = jiffies;
5069         unsigned long load;
5070
5071         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5072                 return;
5073
5074         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5075         for_each_sched_entity(se) {
5076                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5077                 cfs_rq->h_load_next = se;
5078                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5079                         break;
5080         }
5081
5082         if (!se) {
5083                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5084                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5085         }
5086
5087         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5088                 load = cfs_rq->h_load;
5089                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5090                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5091                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5092                 cfs_rq->h_load = load;
5093                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5094         }
5095 }
5096
5097 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5098 {
5099         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5100
5101         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5102         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5103                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5104 }
5105 #else
5106 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5107 {
5108 }
5109
5110 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5111 {
5112         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5113 }
5114 #endif
5115
5116 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5117 /*
5118  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5119  */
5120 struct sg_lb_stats {
5121         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5122         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5123         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5124         unsigned long load_per_task;
5125         unsigned long group_power;
5126         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5127         unsigned int group_capacity;
5128         unsigned int idle_cpus;
5129         unsigned int group_weight;
5130         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
5131         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
5132 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5133         unsigned int nr_numa_running;
5134         unsigned int nr_preferred_running;
5135 #endif
5136 };
5137
5138 /*
5139  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5140  *               during load balancing.
5141  */
5142 struct sd_lb_stats {
5143         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5144         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5145         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5146         unsigned long total_pwr;        /* Total power of all groups in sd */
5147         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5148
5149         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5150         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5151 };
5152
5153 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5154 {
5155         /*
5156          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5157          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5158          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5159          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5160          */
5161         *sds = (struct sd_lb_stats){
5162                 .busiest = NULL,
5163                 .local = NULL,
5164                 .total_load = 0UL,
5165                 .total_pwr = 0UL,
5166                 .busiest_stat = {
5167                         .avg_load = 0UL,
5168                 },
5169         };
5170 }
5171
5172 /**
5173  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5174  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5175  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
5176  *
5177  * Return: The load index.
5178  */
5179 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5180                                         enum cpu_idle_type idle)
5181 {
5182         int load_idx;
5183
5184         switch (idle) {
5185         case CPU_NOT_IDLE:
5186                 load_idx = sd->busy_idx;
5187                 break;
5188
5189         case CPU_NEWLY_IDLE:
5190                 load_idx = sd->newidle_idx;
5191                 break;
5192         default:
5193                 load_idx = sd->idle_idx;
5194                 break;
5195         }
5196
5197         return load_idx;
5198 }
5199
5200 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5201 {
5202         return SCHED_POWER_SCALE;
5203 }
5204
5205 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5206 {
5207         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
5208 }
5209
5210 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5211 {
5212         unsigned long weight = sd->span_weight;
5213         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
5214
5215         smt_gain /= weight;
5216
5217         return smt_gain;
5218 }
5219
5220 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5221 {
5222         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
5223 }
5224
5225 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
5226 {
5227         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5228         u64 total, available, age_stamp, avg;
5229
5230         /*
5231          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5232          * we read them once before doing sanity checks on them.
5233          */
5234         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5235         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5236
5237         total = sched_avg_period() + (rq_clock(rq) - age_stamp);
5238
5239         if (unlikely(total < avg)) {
5240                 /* Ensures that power won't end up being negative */
5241                 available = 0;
5242         } else {
5243                 available = total - avg;
5244         }
5245
5246         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
5247                 total = SCHED_POWER_SCALE;
5248
5249         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5250
5251         return div_u64(available, total);
5252 }
5253
5254 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5255 {
5256         unsigned long weight = sd->span_weight;
5257         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
5258         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5259
5260         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
5261                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
5262                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
5263                 else
5264                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
5265
5266                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5267         }
5268
5269         sdg->sgp->power_orig = power;
5270
5271         if (sched_feat(ARCH_POWER))
5272                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
5273         else
5274                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
5275
5276         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5277
5278         power *= scale_rt_power(cpu);
5279         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5280
5281         if (!power)
5282                 power = 1;
5283
5284         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
5285         sdg->sgp->power = power;
5286 }
5287
5288 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5289 {
5290         struct sched_domain *child = sd->child;
5291         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
5292         unsigned long power, power_orig;
5293         unsigned long interval;
5294
5295         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5296         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5297         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
5298
5299         if (!child) {
5300                 update_cpu_power(sd, cpu);
5301                 return;
5302         }
5303
5304         power_orig = power = 0;
5305
5306         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
5307                 /*
5308                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
5309                  * span the current group.
5310                  */
5311
5312                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
5313                         struct sched_group *sg = cpu_rq(cpu)->sd->groups;
5314
5315                         power_orig += sg->sgp->power_orig;
5316                         power += sg->sgp->power;
5317                 }
5318         } else  {
5319                 /*
5320                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
5321                  * span the current group.
5322                  */ 
5323
5324                 group = child->groups;
5325                 do {
5326                         power_orig += group->sgp->power_orig;
5327                         power += group->sgp->power;
5328                         group = group->next;
5329                 } while (group != child->groups);
5330         }
5331
5332         sdg->sgp->power_orig = power_orig;
5333         sdg->sgp->power = power;
5334 }
5335
5336 /*
5337  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
5338  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
5339  * which on its own isn't powerful enough.
5340  *
5341  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
5342  */
5343 static inline int
5344 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
5345 {
5346         /*
5347          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
5348          */
5349         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
5350                 return 0;
5351
5352         /*
5353          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
5354          */
5355         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
5356                 return 1;
5357
5358         return 0;
5359 }
5360
5361 /*
5362  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
5363  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
5364  *
5365  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
5366  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
5367  * Something like:
5368  *
5369  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
5370  *              *     * * *
5371  *
5372  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
5373  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
5374  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
5375  *
5376  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
5377  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
5378  * moving tasks due to affinity constraints.
5379  *
5380  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
5381  * update_sd_pick_busiest(). And calculcate_imbalance() and
5382  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
5383  * to create an effective group imbalance.
5384  *
5385  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
5386  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
5387  * subtle and fragile situation.
5388  */
5389
5390 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
5391 {
5392         return group->sgp->imbalance;
5393 }
5394
5395 /*
5396  * Compute the group capacity.
5397  *
5398  * Avoid the issue where N*frac(smt_power) >= 1 creates 'phantom' cores by
5399  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
5400  * and limit power unit capacity with that.
5401  */
5402 static inline int sg_capacity(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
5403 {
5404         unsigned int capacity, smt, cpus;
5405         unsigned int power, power_orig;
5406
5407         power = group->sgp->power;
5408         power_orig = group->sgp->power_orig;
5409         cpus = group->group_weight;
5410
5411         /* smt := ceil(cpus / power), assumes: 1 < smt_power < 2 */
5412         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_POWER_SCALE * cpus, power_orig);
5413         capacity = cpus / smt; /* cores */
5414
5415         capacity = min_t(unsigned, capacity, DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE));
5416         if (!capacity)
5417                 capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5418
5419         return capacity;
5420 }
5421
5422 /**
5423  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
5424  * @env: The load balancing environment.
5425  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
5426  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
5427  * @local_group: Does group contain this_cpu.
5428  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
5429  */
5430 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
5431                         struct sched_group *group, int load_idx,
5432                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
5433 {
5434         unsigned long nr_running;
5435         unsigned long load;
5436         int i;
5437
5438         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
5439
5440         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5441                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5442
5443                 nr_running = rq->nr_running;
5444
5445                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5446                 if (local_group)
5447                         load = target_load(i, load_idx);
5448                 else
5449                         load = source_load(i, load_idx);
5450
5451                 sgs->group_load += load;
5452                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
5453 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5454                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
5455                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
5456 #endif
5457                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
5458                 if (idle_cpu(i))
5459                         sgs->idle_cpus++;
5460         }
5461
5462         /* Adjust by relative CPU power of the group */
5463         sgs->group_power = group->sgp->power;
5464         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / sgs->group_power;
5465
5466         if (sgs->sum_nr_running)
5467                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
5468
5469         sgs->group_weight = group->group_weight;
5470
5471         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
5472         sgs->group_capacity = sg_capacity(env, group);
5473
5474         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
5475                 sgs->group_has_capacity = 1;
5476 }
5477
5478 /**
5479  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
5480  * @env: The load balancing environment.
5481  * @sds: sched_domain statistics
5482  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
5483  * @sgs: sched_group statistics
5484  *
5485  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
5486  * busiest group.
5487  *
5488  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
5489  * busiest group. %false otherwise.
5490  */
5491 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
5492                                    struct sd_lb_stats *sds,
5493                                    struct sched_group *sg,
5494                                    struct sg_lb_stats *sgs)
5495 {
5496         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
5497                 return false;
5498
5499         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
5500                 return true;
5501
5502         if (sgs->group_imb)
5503                 return true;
5504
5505         /*
5506          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
5507          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
5508          * higher than ourself as busy.
5509          */
5510         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
5511             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
5512                 if (!sds->busiest)
5513                         return true;
5514
5515                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
5516                         return true;
5517         }
5518
5519         return false;
5520 }
5521
5522 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5523 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5524 {
5525         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
5526                 return regular;
5527         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
5528                 return remote;
5529         return all;
5530 }
5531
5532 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5533 {
5534         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
5535                 return regular;
5536         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
5537                 return remote;
5538         return all;
5539 }
5540 #else
5541 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5542 {
5543         return all;
5544 }
5545
5546 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5547 {
5548         return regular;
5549 }
5550 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5551
5552 /**
5553  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
5554  * @env: The load balancing environment.
5555  * @balance: Should we balance.
5556  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
5557  */
5558 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5559 {
5560         struct sched_domain *child = env->sd->child;
5561         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5562         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
5563         int load_idx, prefer_sibling = 0;
5564
5565         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
5566                 prefer_sibling = 1;
5567
5568         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
5569
5570         do {
5571                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
5572                 int local_group;
5573
5574                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
5575                 if (local_group) {
5576                         sds->local = sg;
5577                         sgs = &sds->local_stat;
5578
5579                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
5580                             time_after_eq(jiffies, sg->sgp->next_update))
5581                                 update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
5582                 }
5583
5584                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs);
5585
5586                 if (local_group)
5587                         goto next_group;
5588
5589                 /*
5590                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
5591                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
5592                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
5593                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
5594                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
5595                  * extra check prevents the case where you always pull from the
5596                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
5597                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
5598                  */
5599                 if (prefer_sibling && sds->local &&
5600                     sds->local_stat.group_has_capacity)
5601                         sgs->group_capacity = min(sgs->group_capacity, 1U);
5602
5603                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
5604                         sds->busiest = sg;
5605                         sds->busiest_stat = *sgs;
5606                 }
5607
5608 next_group:
5609                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
5610                 sds->total_load += sgs->group_load;
5611                 sds->total_pwr += sgs->group_power;
5612
5613                 sg = sg->next;
5614         } while (sg != env->sd->groups);
5615
5616         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
5617                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
5618 }
5619
5620 /**
5621  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
5622  *                      sched doman.
5623  *
5624  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
5625  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
5626  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
5627  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
5628  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
5629  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
5630  *
5631  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
5632  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
5633  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
5634  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
5635  * number.
5636  *
5637  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
5638  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
5639  *
5640  * @env: The load balancing environment.
5641  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
5642  */
5643 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5644 {
5645         int busiest_cpu;
5646
5647         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
5648                 return 0;
5649
5650         if (!sds->busiest)
5651                 return 0;
5652
5653         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
5654         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
5655                 return 0;
5656
5657         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
5658                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_power,
5659                 SCHED_POWER_SCALE);
5660
5661         return 1;
5662 }
5663
5664 /**
5665  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
5666  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
5667  *                      load balancing.
5668  * @env: The load balancing environment.
5669  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5670  */
5671 static inline
5672 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5673 {
5674         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
5675         unsigned int imbn = 2;
5676         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
5677         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5678
5679         local = &sds->local_stat;
5680         busiest = &sds->busiest_stat;
5681
5682         if (!local->sum_nr_running)
5683                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
5684         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
5685                 imbn = 1;
5686
5687         scaled_busy_load_per_task =
5688                 (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5689                 busiest->group_power;
5690
5691         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
5692             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
5693                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5694                 return;
5695         }
5696
5697         /*
5698          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
5699          * however we may be able to increase total CPU power used by
5700          * moving them.
5701          */
5702
5703         pwr_now += busiest->group_power *
5704                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
5705         pwr_now += local->group_power *
5706                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
5707         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
5708
5709         /* Amount of load we'd subtract */
5710         tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5711                 busiest->group_power;
5712         if (busiest->avg_load > tmp) {
5713                 pwr_move += busiest->group_power *
5714                             min(busiest->load_per_task,
5715                                 busiest->avg_load - tmp);
5716         }
5717
5718         /* Amount of load we'd add */
5719         if (busiest->avg_load * busiest->group_power <
5720             busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) {
5721                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_power) /
5722                       local->group_power;
5723         } else {
5724                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5725                       local->group_power;
5726         }
5727         pwr_move += local->group_power *
5728                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
5729         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
5730
5731         /* Move if we gain throughput */
5732         if (pwr_move > pwr_now)
5733                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5734 }
5735
5736 /**
5737  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
5738  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
5739  * @env: load balance environment
5740  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5741  */
5742 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5743 {
5744         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
5745         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5746
5747         local = &sds->local_stat;
5748         busiest = &sds->busiest_stat;
5749
5750         if (busiest->group_imb) {
5751                 /*
5752                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
5753                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
5754                  */
5755                 busiest->load_per_task =
5756                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
5757         }
5758
5759         /*
5760          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
5761          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
5762          * its cpu_power, while calculating max_load..)
5763          */
5764         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
5765             local->avg_load >= sds->avg_load) {
5766                 env->imbalance = 0;
5767                 return fix_small_imbalance(env, sds);
5768         }
5769
5770         if (!busiest->group_imb) {
5771                 /*
5772                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
5773                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
5774                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
5775                  */
5776                 load_above_capacity =
5777                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity);
5778
5779                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
5780                 load_above_capacity /= busiest->group_power;
5781         }
5782
5783         /*
5784          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
5785          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
5786          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
5787          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
5788          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
5789          * for the minimum possible imbalance.
5790          */
5791         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
5792
5793         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
5794         env->imbalance = min(
5795                 max_pull * busiest->group_power,
5796                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_power
5797         ) / SCHED_POWER_SCALE;
5798
5799         /*
5800          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
5801          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
5802          * a think about bumping its value to force at least one task to be
5803          * moved
5804          */
5805         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
5806                 return fix_small_imbalance(env, sds);
5807 }
5808
5809 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
5810
5811 /**
5812  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
5813  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
5814  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
5815  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
5816  * such a group exists.
5817  *
5818  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
5819  * to restore balance.
5820  *
5821  * @env: The load balancing environment.
5822  *
5823  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
5824  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
5825  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
5826  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
5827  */
5828 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
5829 {
5830         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5831         struct sd_lb_stats sds;
5832
5833         init_sd_lb_stats(&sds);
5834
5835         /*
5836          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
5837          * this level.
5838          */
5839         update_sd_lb_stats(env, &sds);
5840         local = &sds.local_stat;
5841         busiest = &sds.busiest_stat;
5842
5843         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
5844             check_asym_packing(env, &sds))
5845                 return sds.busiest;
5846
5847         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
5848         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
5849                 goto out_balanced;
5850
5851         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
5852
5853         /*
5854          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
5855          * work because they assume all things are equal, which typically
5856          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
5857          */
5858         if (busiest->group_imb)
5859                 goto force_balance;
5860
5861         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
5862         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_capacity &&
5863             !busiest->group_has_capacity)
5864                 goto force_balance;
5865
5866         /*
5867          * If the local group is more busy than the selected busiest group
5868          * don't try and pull any tasks.
5869          */
5870         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
5871                 goto out_balanced;
5872
5873         /*
5874          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
5875          * average load.
5876          */
5877         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
5878                 goto out_balanced;
5879
5880         if (env->idle == CPU_IDLE) {
5881                 /*
5882                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
5883                  * have more tasks than the number of available cpu's and
5884                  * there is no imbalance between this and busiest group
5885                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
5886                  */
5887                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
5888                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
5889                         goto out_balanced;
5890         } else {
5891                 /*
5892                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
5893                  * imbalance_pct to be conservative.
5894                  */
5895                 if (100 * busiest->avg_load <=
5896                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
5897                         goto out_balanced;
5898         }
5899
5900 force_balance:
5901         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
5902         calculate_imbalance(env, &sds);
5903         return sds.busiest;
5904
5905 out_balanced:
5906         env->imbalance = 0;
5907         return NULL;
5908 }
5909
5910 /*
5911  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
5912  */
5913 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
5914                                      struct sched_group *group)
5915 {
5916         struct rq *busiest = NULL, *rq;
5917         unsigned long busiest_load = 0, busiest_power = 1;
5918         int i;
5919
5920         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5921                 unsigned long power, capacity, wl;
5922                 enum fbq_type rt;
5923
5924                 rq = cpu_rq(i);
5925                 rt = fbq_classify_rq(rq);
5926
5927                 /*
5928                  * We classify groups/runqueues into three groups:
5929                  *  - regular: there are !numa tasks
5930                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
5931                  *  - all:     there is no distinction
5932                  *
5933                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
5934                  * ignore those when there's better options.
5935                  *
5936                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
5937                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
5938                  * queue by moving tasks around inside the node.
5939                  *
5940                  * If we cannot move enough load due to this classification
5941                  * the next pass will adjust the group classification and
5942                  * allow migration of more tasks.
5943                  *
5944                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
5945                  */
5946                 if (rt > env->fbq_type)
5947                         continue;
5948
5949                 power = power_of(i);
5950                 capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE);
5951                 if (!capacity)
5952                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5953
5954                 wl = weighted_cpuload(i);
5955
5956                 /*
5957                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
5958                  * which is not scaled with the cpu power.
5959                  */
5960                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
5961                         continue;
5962
5963                 /*
5964                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
5965                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
5966                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
5967                  * running at a lower capacity.
5968                  *
5969                  * Thus we're looking for max(wl_i / power_i), crosswise
5970                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
5971                  * to: wl_i * power_j > wl_j * power_i;  where j is our
5972                  * previous maximum.
5973                  */
5974                 if (wl * busiest_power > busiest_load * power) {
5975                         busiest_load = wl;
5976                         busiest_power = power;
5977                         busiest = rq;
5978                 }
5979         }
5980
5981         return busiest;
5982 }
5983
5984 /*
5985  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
5986  * so long as it is large enough.
5987  */
5988 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
5989
5990 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
5991 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5992
5993 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
5994 {
5995         struct sched_domain *sd = env->sd;
5996
5997         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
5998
5999                 /*
6000                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6001                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6002                  * lowest numbered CPUs.
6003                  */
6004                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6005                         return 1;
6006         }
6007
6008         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6009 }
6010
6011 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6012
6013 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6014 {
6015         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6016         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6017         int cpu, balance_cpu = -1;
6018
6019         /*
6020          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6021          * to do the newly idle load balance.
6022          */
6023         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6024                 return 1;
6025
6026         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6027         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6028         /* Try to find first idle cpu */
6029         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6030                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6031                         continue;
6032
6033                 balance_cpu = cpu;
6034                 break;
6035         }
6036
6037         if (balance_cpu == -1)
6038                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6039
6040         /*
6041          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6042          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6043          */
6044         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6045 }
6046
6047 /*
6048  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6049  * tasks if there is an imbalance.
6050  */
6051 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6052                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6053                         int *continue_balancing)
6054 {
6055         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6056         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6057         struct sched_group *group;
6058         struct rq *busiest;
6059         unsigned long flags;
6060         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
6061
6062         struct lb_env env = {
6063                 .sd             = sd,
6064                 .dst_cpu        = this_cpu,
6065                 .dst_rq         = this_rq,
6066                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6067                 .idle           = idle,
6068                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6069                 .cpus           = cpus,
6070                 .fbq_type       = all,
6071         };
6072
6073         /*
6074          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6075          * other cpus in our group
6076          */
6077         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6078                 env.dst_grpmask = NULL;
6079
6080         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6081
6082         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6083
6084 redo:
6085         if (!should_we_balance(&env)) {
6086                 *continue_balancing = 0;
6087                 goto out_balanced;
6088         }
6089
6090         group = find_busiest_group(&env);
6091         if (!group) {
6092                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6093                 goto out_balanced;
6094         }
6095
6096         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6097         if (!busiest) {
6098                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6099                 goto out_balanced;
6100         }
6101
6102         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6103
6104         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6105
6106         ld_moved = 0;
6107         if (busiest->nr_running > 1) {
6108                 /*
6109                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6110                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6111                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6112                  * correctly treated as an imbalance.
6113                  */
6114                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6115                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6116                 env.src_rq    = busiest;
6117                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6118
6119 more_balance:
6120                 local_irq_save(flags);
6121                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
6122
6123                 /*
6124                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6125                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6126                  */
6127                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
6128                 ld_moved += cur_ld_moved;
6129                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
6130                 local_irq_restore(flags);
6131
6132                 /*
6133                  * some other cpu did the load balance for us.
6134                  */
6135                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
6136                         resched_cpu(env.dst_cpu);
6137
6138                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6139                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6140                         goto more_balance;
6141                 }
6142
6143                 /*
6144                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6145                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6146                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6147                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6148                  * sched_group.
6149                  *
6150                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6151                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6152                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6153                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6154                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6155                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6156                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6157                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6158                  * This however should not happen so much in practice and
6159                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6160                  * excess load moved.
6161                  */
6162                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6163
6164                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6165                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6166
6167                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6168                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6169                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6170                         env.loop         = 0;
6171                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6172
6173                         /*
6174                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6175                          * need to continue with same src_cpu.
6176                          */
6177                         goto more_balance;
6178                 }
6179
6180                 /*
6181                  * We failed to reach balance because of affinity.
6182                  */
6183                 if (sd_parent) {
6184                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgp->imbalance;
6185
6186                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6187                                 *group_imbalance = 1;
6188                         } else if (*group_imbalance)
6189                                 *group_imbalance = 0;
6190                 }
6191
6192                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6193                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6194                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6195                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6196                                 env.loop = 0;
6197                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6198                                 goto redo;
6199                         }
6200                         goto out_balanced;
6201                 }
6202         }
6203
6204         if (!ld_moved) {
6205                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
6206                 /*
6207                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
6208                  * We do not want newidle balance, which can be very
6209                  * frequent, pollute the failure counter causing
6210                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
6211                  */
6212                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
6213                         sd->nr_balance_failed++;
6214
6215                 if (need_active_balance(&env)) {
6216                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6217
6218                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
6219                          * if the curr task on busiest cpu can't be
6220                          * moved to this_cpu
6221                          */
6222                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
6223                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
6224                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
6225                                                             flags);
6226                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6227                                 goto out_one_pinned;
6228                         }
6229
6230                         /*
6231                          * ->active_balance synchronizes accesses to
6232                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
6233                          * only after active load balance is finished.
6234                          */
6235                         if (!busiest->active_balance) {
6236                                 busiest->active_balance = 1;
6237                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
6238                                 active_balance = 1;
6239                         }
6240                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
6241
6242                         if (active_balance) {
6243                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
6244                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
6245                                         &busiest->active_balance_work);
6246                         }
6247
6248                         /*
6249                          * We've kicked active balancing, reset the failure
6250                          * counter.
6251                          */
6252                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
6253                 }
6254         } else
6255                 sd->nr_balance_failed = 0;
6256
6257         if (likely(!active_balance)) {
6258                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
6259                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
6260         } else {
6261                 /*
6262                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
6263                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
6264                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
6265                  * move_tasks).
6266                  */
6267                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
6268                         sd->balance_interval *= 2;
6269         }
6270
6271         goto out;
6272
6273 out_balanced:
6274         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
6275
6276         sd->nr_balance_failed = 0;
6277
6278 out_one_pinned:
6279         /* tune up the balancing interval */
6280         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
6281                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
6282                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
6283                 sd->balance_interval *= 2;
6284
6285         ld_moved = 0;
6286 out:
6287         return ld_moved;
6288 }
6289
6290 /*
6291  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
6292  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
6293  */
6294 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
6295 {
6296         struct sched_domain *sd;
6297         int pulled_task = 0;
6298         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
6299         u64 curr_cost = 0;
6300
6301         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
6302
6303         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
6304                 return;
6305
6306         /*
6307          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
6308          */
6309         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
6310
6311         update_blocked_averages(this_cpu);
6312         rcu_read_lock();
6313         for_each_domain(this_cpu, sd) {
6314                 unsigned long interval;
6315                 int continue_balancing = 1;
6316                 u64 t0, domain_cost;
6317
6318                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6319                         continue;
6320
6321                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
6322                         break;
6323
6324                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
6325                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
6326
6327                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
6328                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
6329                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
6330                                                    &continue_balancing);
6331
6332                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
6333                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
6334                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
6335
6336                         curr_cost += domain_cost;
6337                 }
6338
6339                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6340                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
6341                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6342                 if (pulled_task) {
6343                         this_rq->idle_stamp = 0;
6344                         break;
6345                 }
6346         }
6347         rcu_read_unlock();
6348
6349         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
6350
6351         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
6352                 /*
6353                  * We are going idle. next_balance may be set based on
6354                  * a busy processor. So reset next_balance.
6355                  */
6356                 this_rq->next_balance = next_balance;
6357         }
6358
6359         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
6360                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
6361 }
6362
6363 /*
6364  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
6365  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
6366  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
6367  * avoids physical / logical imbalances.
6368  */
6369 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
6370 {
6371         struct rq *busiest_rq = data;
6372         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
6373         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
6374         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
6375         struct sched_domain *sd;
6376
6377         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
6378
6379         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
6380         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
6381                      !busiest_rq->active_balance))
6382                 goto out_unlock;
6383
6384         /* Is there any task to move? */
6385         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
6386                 goto out_unlock;
6387
6388         /*
6389          * This condition is "impossible", if it occurs
6390          * we need to fix it. Originally reported by
6391          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
6392          */
6393         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
6394
6395         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
6396         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
6397
6398         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
6399         rcu_read_lock();
6400         for_each_domain(target_cpu, sd) {
6401                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
6402                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
6403                                 break;
6404         }
6405
6406         if (likely(sd)) {
6407                 struct lb_env env = {
6408                         .sd             = sd,
6409                         .dst_cpu        = target_cpu,
6410                         .dst_rq         = target_rq,
6411                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
6412                         .src_rq         = busiest_rq,
6413                         .idle           = CPU_IDLE,
6414                 };
6415
6416                 schedstat_inc(sd, alb_count);
6417
6418                 if (move_one_task(&env))
6419                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
6420                 else
6421                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
6422         }
6423         rcu_read_unlock();
6424         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
6425 out_unlock:
6426         busiest_rq->active_balance = 0;
6427         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
6428         return 0;
6429 }
6430
6431 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6432 /*
6433  * idle load balancing details
6434  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
6435  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
6436  *   load balancing for all the idle CPUs.
6437  */
6438 static struct {
6439         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6440         atomic_t nr_cpus;
6441         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6442 } nohz ____cacheline_aligned;
6443
6444 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
6445 {
6446         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
6447
6448         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
6449                 return ilb;
6450
6451         return nr_cpu_ids;
6452 }
6453
6454 /*
6455  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
6456  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
6457  * CPU (if there is one).
6458  */
6459 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
6460 {
6461         int ilb_cpu;
6462
6463         nohz.next_balance++;
6464
6465         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
6466
6467         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
6468                 return;
6469
6470         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
6471                 return;
6472         /*
6473          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
6474          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
6475          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
6476          * will be run before returning from the IPI.
6477          */
6478         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
6479         return;
6480 }
6481
6482 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
6483 {
6484         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
6485                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6486                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
6487                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6488         }
6489 }
6490
6491 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
6492 {
6493         struct sched_domain *sd;
6494
6495         rcu_read_lock();
6496         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
6497
6498         if (!sd || !sd->nohz_idle)
6499                 goto unlock;
6500         sd->nohz_idle = 0;
6501
6502         for (; sd; sd = sd->parent)
6503                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6504 unlock:
6505         rcu_read_unlock();
6506 }
6507
6508 void set_cpu_sd_state_idle(void)
6509 {
6510         struct sched_domain *sd;
6511
6512         rcu_read_lock();
6513         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
6514
6515         if (!sd || sd->nohz_idle)
6516                 goto unlock;
6517         sd->nohz_idle = 1;
6518
6519         for (; sd; sd = sd->parent)
6520                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6521 unlock:
6522         rcu_read_unlock();
6523 }
6524
6525 /*
6526  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
6527  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
6528  */
6529 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
6530 {
6531         /*
6532          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
6533          */
6534         if (!cpu_active(cpu))
6535                 return;
6536
6537         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
6538                 return;
6539
6540         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6541         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
6542         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6543 }
6544
6545 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
6546                                         unsigned long action, void *hcpu)
6547 {
6548         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6549         case CPU_DYING:
6550                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
6551                 return NOTIFY_OK;
6552         default:
6553                 return NOTIFY_DONE;
6554         }
6555 }
6556 #endif
6557
6558 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
6559
6560 /*
6561  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
6562  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
6563  */
6564 void update_max_interval(void)
6565 {
6566         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
6567 }
6568
6569 /*
6570  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
6571  * and initiates a balancing operation if so.
6572  *
6573  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
6574  */
6575 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
6576 {
6577         int continue_balancing = 1;
6578         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6579         unsigned long interval;
6580         struct sched_domain *sd;
6581         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
6582         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
6583         int update_next_balance = 0;
6584         int need_serialize, need_decay = 0;
6585         u64 max_cost = 0;
6586
6587         update_blocked_averages(cpu);
6588
6589         rcu_read_lock();
6590         for_each_domain(cpu, sd) {
6591                 /*
6592                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
6593                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
6594                  */
6595                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
6596                         sd->max_newidle_lb_cost =
6597                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
6598                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
6599                         need_decay = 1;
6600                 }
6601                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
6602
6603                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6604                         continue;
6605
6606                 /*
6607                  * Stop the load balance at this level. There is another
6608                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
6609                  * actively.
6610                  */
6611                 if (!continue_balancing) {
6612                         if (need_decay)
6613                                 continue;
6614                         break;
6615                 }
6616
6617                 interval = sd->balance_interval;
6618                 if (idle != CPU_IDLE)
6619                         interval *= sd->busy_factor;
6620
6621                 /* scale ms to jiffies */
6622                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
6623                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6624
6625                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
6626
6627                 if (need_serialize) {
6628                         if (!spin_trylock(&balancing))
6629                                 goto out;
6630                 }
6631
6632                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
6633                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
6634                                 /*
6635                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
6636                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
6637                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
6638                                  */
6639                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6640                         }
6641                         sd->last_balance = jiffies;
6642                 }
6643                 if (need_serialize)
6644                         spin_unlock(&balancing);
6645 out:
6646                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
6647                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6648                         update_next_balance = 1;
6649                 }
6650         }
6651         if (need_decay) {
6652                 /*
6653                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
6654                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
6655                  */
6656                 rq->max_idle_balance_cost =
6657                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
6658         }
6659         rcu_read_unlock();
6660
6661         /*
6662          * next_balance will be updated only when there is a need.
6663          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
6664          * updated.
6665          */
6666         if (likely(update_next_balance))
6667                 rq->next_balance = next_balance;
6668 }
6669
6670 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6671 /*
6672  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
6673  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
6674  */
6675 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
6676 {
6677         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
6678         struct rq *rq;
6679         int balance_cpu;
6680
6681         if (idle != CPU_IDLE ||
6682             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
6683                 goto end;
6684
6685         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
6686                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
6687                         continue;
6688
6689                 /*
6690                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
6691                  * work being done for other cpus. Next load
6692                  * balancing owner will pick it up.
6693                  */
6694                 if (need_resched())
6695                         break;
6696
6697                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
6698
6699                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
6700                 update_rq_clock(rq);
6701                 update_idle_cpu_load(rq);
6702                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
6703
6704                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
6705
6706                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
6707                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
6708         }
6709         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
6710 end:
6711         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
6712 }
6713
6714 /*
6715  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
6716  * of an idle cpu is the system.
6717  *   - This rq has more than one task.
6718  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
6719  *     busy cpu's exceeding the group's power.
6720  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
6721  *     domain span are idle.
6722  */
6723 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
6724 {
6725         unsigned long now = jiffies;
6726         struct sched_domain *sd;
6727
6728         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
6729                 return 0;
6730
6731        /*
6732         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
6733         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
6734         */
6735         set_cpu_sd_state_busy();
6736         nohz_balance_exit_idle(cpu);
6737
6738         /*
6739          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
6740          * balancing.
6741          */
6742         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
6743                 return 0;
6744
6745         if (time_before(now, nohz.next_balance))
6746                 return 0;
6747
6748         if (rq->nr_running >= 2)
6749                 goto need_kick;
6750
6751         rcu_read_lock();
6752         for_each_domain(cpu, sd) {
6753                 struct sched_group *sg = sd->groups;
6754                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
6755                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
6756
6757                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
6758                         goto need_kick_unlock;
6759
6760                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
6761                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
6762                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
6763                         goto need_kick_unlock;
6764
6765                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
6766                         break;
6767         }
6768         rcu_read_unlock();
6769         return 0;
6770
6771 need_kick_unlock:
6772         rcu_read_unlock();
6773 need_kick:
6774         return 1;
6775 }
6776 #else
6777 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
6778 #endif
6779
6780 /*
6781  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
6782  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
6783  */
6784 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
6785 {
6786         int this_cpu = smp_processor_id();
6787         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
6788         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
6789                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6790
6791         rebalance_domains(this_cpu, idle);
6792
6793         /*
6794          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
6795          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
6796          * stopped.
6797          */
6798         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
6799 }
6800
6801 static inline int on_null_domain(int cpu)
6802 {
6803         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
6804 }
6805
6806 /*
6807  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
6808  */
6809 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
6810 {
6811         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
6812         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
6813             likely(!on_null_domain(cpu)))
6814                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
6815 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6816         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
6817                 nohz_balancer_kick(cpu);
6818 #endif
6819 }
6820
6821 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
6822 {
6823         update_sysctl();
6824 }
6825
6826 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
6827 {
6828         update_sysctl();
6829
6830         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
6831         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
6832 }
6833
6834 #endif /* CONFIG_SMP */
6835
6836 /*
6837  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
6838  */
6839 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
6840 {
6841         struct cfs_rq *cfs_rq;
6842         struct sched_entity *se = &curr->se;
6843
6844         for_each_sched_entity(se) {
6845                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6846                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
6847         }
6848
6849         if (numabalancing_enabled)
6850                 task_tick_numa(rq, curr);
6851
6852         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
6853 }
6854
6855 /*
6856  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
6857  *  - child not yet on the tasklist
6858  *  - preemption disabled
6859  */
6860 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
6861 {
6862         struct cfs_rq *cfs_rq;
6863         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
6864         int this_cpu = smp_processor_id();
6865         struct rq *rq = this_rq();
6866         unsigned long flags;
6867
6868         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6869
6870         update_rq_clock(rq);
6871
6872         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
6873         curr = cfs_rq->curr;
6874
6875         /*
6876          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
6877          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
6878          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
6879          * of child point to valid ones.
6880          */
6881         rcu_read_lock();
6882         __set_task_cpu(p, this_cpu);
6883         rcu_read_unlock();
6884
6885         update_curr(cfs_rq);
6886
6887         if (curr)
6888                 se->vruntime = curr->vruntime;
6889         place_entity(cfs_rq, se, 1);
6890
6891         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
6892                 /*
6893                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
6894                  * 'current' within the tree based on its new key value.
6895                  */
6896                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
6897                 resched_task(rq->curr);
6898         }
6899
6900         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6901
6902         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6903 }
6904
6905 /*
6906  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
6907  * the current task.
6908  */
6909 static void
6910 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
6911 {
6912         if (!p->se.on_rq)
6913                 return;
6914
6915         /*
6916          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
6917          * our priority decreased, or if we are not currently running on
6918          * this runqueue and our priority is higher than the current's
6919          */
6920         if (rq->curr == p) {
6921                 if (p->prio > oldprio)
6922                         resched_task(rq->curr);
6923         } else
6924                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6925 }
6926
6927 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6928 {
6929         struct sched_entity *se = &p->se;
6930         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6931
6932         /*
6933          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
6934          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
6935          * do the right thing.
6936          *
6937          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
6938          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
6939          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
6940          */
6941         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
6942                 /*
6943                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
6944                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
6945                  */
6946                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
6947                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6948         }
6949
6950 #ifdef CONFIG_SMP
6951         /*
6952         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
6953         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
6954         * switch back.
6955         */
6956         if (se->avg.decay_count) {
6957                 __synchronize_entity_decay(se);
6958                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
6959         }
6960 #endif
6961 }
6962
6963 /*
6964  * We switched to the sched_fair class.
6965  */
6966 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6967 {
6968         if (!p->se.on_rq)
6969                 return;
6970
6971         /*
6972          * We were most likely switched from sched_rt, so
6973          * kick off the schedule if running, otherwise just see
6974          * if we can still preempt the current task.
6975          */
6976         if (rq->curr == p)
6977                 resched_task(rq->curr);
6978         else
6979                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6980 }
6981
6982 /* Account for a task changing its policy or group.
6983  *
6984  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
6985  * migrates between groups/classes.
6986  */
6987 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
6988 {
6989         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
6990
6991         for_each_sched_entity(se) {
6992                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6993
6994                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6995                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
6996                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
6997         }
6998 }
6999
7000 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7001 {
7002         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7003         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7004 #ifndef CONFIG_64BIT
7005         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7006 #endif
7007 #ifdef CONFIG_SMP
7008         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
7009         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
7010 #endif
7011 }
7012
7013 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7014 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
7015 {
7016         struct cfs_rq *cfs_rq;
7017         /*
7018          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7019          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7020          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7021          * bonus in place_entity()).
7022          *
7023          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7024          * ->vruntime to a relative base.
7025          *
7026          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7027          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7028          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7029          */
7030         /*
7031          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7032          * But there are some cases where it has already been normalized:
7033          *
7034          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7035          *   wake_up_new_task().
7036          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7037          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7038          *
7039          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7040          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7041          */
7042         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7043                 on_rq = 1;
7044
7045         if (!on_rq)
7046                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
7047         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7048         if (!on_rq) {
7049                 cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
7050                 p->se.vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7051 #ifdef CONFIG_SMP
7052                 /*
7053                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
7054                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
7055                  * decay.
7056                  */
7057                 p->se.avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
7058                 cfs_rq->blocked_load_avg += p->se.avg.load_avg_contrib;
7059 #endif
7060         }
7061 }
7062
7063 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
7064 {
7065         int i;
7066
7067         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7068
7069         for_each_possible_cpu(i) {
7070                 if (tg->cfs_rq)
7071                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
7072                 if (tg->se)
7073                         kfree(tg->se[i]);
7074         }
7075
7076         kfree(tg->cfs_rq);
7077         kfree(tg->se);
7078 }
7079
7080 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7081 {
7082         struct cfs_rq *cfs_rq;
7083         struct sched_entity *se;
7084         int i;
7085
7086         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7087         if (!tg->cfs_rq)
7088                 goto err;
7089         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7090         if (!tg->se)
7091                 goto err;
7092
7093         tg->shares = NICE_0_LOAD;
7094
7095         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7096
7097         for_each_possible_cpu(i) {
7098                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
7099                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7100                 if (!cfs_rq)
7101                         goto err;
7102
7103                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
7104                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7105                 if (!se)
7106                         goto err_free_rq;
7107
7108                 init_cfs_rq(cfs_rq);
7109                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
7110         }
7111
7112         return 1;
7113
7114 err_free_rq:
7115         kfree(cfs_rq);
7116 err:
7117         return 0;
7118 }
7119
7120 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
7121 {
7122         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7123         unsigned long flags;
7124
7125         /*
7126         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
7127         * check on_list without danger of it being re-added.
7128         */
7129         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
7130                 return;
7131
7132         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7133         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
7134         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7135 }
7136
7137 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
7138                         struct sched_entity *se, int cpu,
7139                         struct sched_entity *parent)
7140 {
7141         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7142
7143         cfs_rq->tg = tg;
7144         cfs_rq->rq = rq;
7145         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
7146
7147         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
7148         tg->se[cpu] = se;
7149
7150         /* se could be NULL for root_task_group */
7151         if (!se)
7152                 return;
7153
7154         if (!parent)
7155                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
7156         else
7157                 se->cfs_rq = parent->my_q;
7158
7159         se->my_q = cfs_rq;
7160         update_load_set(&se->load, 0);
7161         se->parent = parent;
7162 }
7163
7164 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
7165
7166 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
7167 {
7168         int i;
7169         unsigned long flags;
7170
7171         /*
7172          * We can't change the weight of the root cgroup.
7173          */
7174         if (!tg->se[0])
7175                 return -EINVAL;
7176
7177         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
7178
7179         mutex_lock(&shares_mutex);
7180         if (tg->shares == shares)
7181                 goto done;
7182
7183         tg->shares = shares;
7184         for_each_possible_cpu(i) {
7185                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7186                 struct sched_entity *se;
7187
7188                 se = tg->se[i];
7189                 /* Propagate contribution to hierarchy */
7190                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7191
7192                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
7193                 update_rq_clock(rq);
7194                 for_each_sched_entity(se)
7195                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
7196                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7197         }
7198
7199 done:
7200         mutex_unlock(&shares_mutex);
7201         return 0;
7202 }
7203 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7204
7205 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
7206
7207 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7208 {
7209         return 1;
7210 }
7211
7212 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
7213
7214 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7215
7216
7217 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
7218 {
7219         struct sched_entity *se = &task->se;
7220         unsigned int rr_interval = 0;
7221
7222         /*
7223          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
7224          * idle runqueue:
7225          */
7226         if (rq->cfs.load.weight)
7227                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
7228
7229         return rr_interval;
7230 }
7231
7232 /*
7233  * All the scheduling class methods:
7234  */
7235 const struct sched_class fair_sched_class = {
7236         .next                   = &idle_sched_class,
7237         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
7238         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
7239         .yield_task             = yield_task_fair,
7240         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
7241
7242         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
7243
7244         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
7245         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
7246
7247 #ifdef CONFIG_SMP
7248         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
7249         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
7250
7251         .rq_online              = rq_online_fair,
7252         .rq_offline             = rq_offline_fair,
7253
7254         .task_waking            = task_waking_fair,
7255 #endif
7256
7257         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
7258         .task_tick              = task_tick_fair,
7259         .task_fork              = task_fork_fair,
7260
7261         .prio_changed           = prio_changed_fair,
7262         .switched_from          = switched_from_fair,
7263         .switched_to            = switched_to_fair,
7264
7265         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
7266
7267 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7268         .task_move_group        = task_move_group_fair,
7269 #endif
7270 };
7271
7272 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7273 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
7274 {
7275         struct cfs_rq *cfs_rq;
7276
7277         rcu_read_lock();
7278         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
7279                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
7280         rcu_read_unlock();
7281 }
7282 #endif
7283
7284 __init void init_sched_fair_class(void)
7285 {
7286 #ifdef CONFIG_SMP
7287         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
7288
7289 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7290         nohz.next_balance = jiffies;
7291         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
7292         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
7293 #endif
7294 #endif /* SMP */
7295
7296 }