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