85565053a6ed2e626e532b59bbd678cd2dea91ed
[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         struct list_head task_list;
897
898         struct rcu_head rcu;
899         atomic_long_t faults[0];
900 };
901
902 static inline int task_faults_idx(int nid, int priv)
903 {
904         return 2 * nid + priv;
905 }
906
907 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
908 {
909         if (!p->numa_faults)
910                 return 0;
911
912         return p->numa_faults[task_faults_idx(nid, 0)] +
913                 p->numa_faults[task_faults_idx(nid, 1)];
914 }
915
916 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
917 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
918 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
919 static unsigned long power_of(int cpu);
920 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
921
922 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
923 struct numa_stats {
924         unsigned long nr_running;
925         unsigned long load;
926
927         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
928         unsigned long power;
929
930         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
931         unsigned long capacity;
932         int has_capacity;
933 };
934
935 /*
936  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
937  */
938 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
939 {
940         int cpu;
941
942         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
943         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
944                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
945
946                 ns->nr_running += rq->nr_running;
947                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
948                 ns->power += power_of(cpu);
949         }
950
951         ns->load = (ns->load * SCHED_POWER_SCALE) / ns->power;
952         ns->capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(ns->power, SCHED_POWER_SCALE);
953         ns->has_capacity = (ns->nr_running < ns->capacity);
954 }
955
956 struct task_numa_env {
957         struct task_struct *p;
958
959         int src_cpu, src_nid;
960         int dst_cpu, dst_nid;
961
962         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
963
964         int imbalance_pct, idx;
965
966         struct task_struct *best_task;
967         long best_imp;
968         int best_cpu;
969 };
970
971 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
972                              struct task_struct *p, long imp)
973 {
974         if (env->best_task)
975                 put_task_struct(env->best_task);
976         if (p)
977                 get_task_struct(p);
978
979         env->best_task = p;
980         env->best_imp = imp;
981         env->best_cpu = env->dst_cpu;
982 }
983
984 /*
985  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
986  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
987  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
988  * be exchanged with the source task
989  */
990 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env, long imp)
991 {
992         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
993         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
994         struct task_struct *cur;
995         long dst_load, src_load;
996         long load;
997
998         rcu_read_lock();
999         cur = ACCESS_ONCE(dst_rq->curr);
1000         if (cur->pid == 0) /* idle */
1001                 cur = NULL;
1002
1003         /*
1004          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1005          * source and destination node. Calculate the total differential for
1006          * the source task and potential destination task. The more negative
1007          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1008          * be incurred if the tasks were swapped.
1009          */
1010         if (cur) {
1011                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1012                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1013                         goto unlock;
1014
1015                 imp += task_faults(cur, env->src_nid) -
1016                        task_faults(cur, env->dst_nid);
1017         }
1018
1019         if (imp < env->best_imp)
1020                 goto unlock;
1021
1022         if (!cur) {
1023                 /* Is there capacity at our destination? */
1024                 if (env->src_stats.has_capacity &&
1025                     !env->dst_stats.has_capacity)
1026                         goto unlock;
1027
1028                 goto balance;
1029         }
1030
1031         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1032         if (src_rq->nr_running == 1 && dst_rq->nr_running == 1)
1033                 goto assign;
1034
1035         /*
1036          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1037          */
1038 balance:
1039         dst_load = env->dst_stats.load;
1040         src_load = env->src_stats.load;
1041
1042         /* XXX missing power terms */
1043         load = task_h_load(env->p);
1044         dst_load += load;
1045         src_load -= load;
1046
1047         if (cur) {
1048                 load = task_h_load(cur);
1049                 dst_load -= load;
1050                 src_load += load;
1051         }
1052
1053         /* make src_load the smaller */
1054         if (dst_load < src_load)
1055                 swap(dst_load, src_load);
1056
1057         if (src_load * env->imbalance_pct < dst_load * 100)
1058                 goto unlock;
1059
1060 assign:
1061         task_numa_assign(env, cur, imp);
1062 unlock:
1063         rcu_read_unlock();
1064 }
1065
1066 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env, long imp)
1067 {
1068         int cpu;
1069
1070         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1071                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1072                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1073                         continue;
1074
1075                 env->dst_cpu = cpu;
1076                 task_numa_compare(env, imp);
1077         }
1078 }
1079
1080 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1081 {
1082         struct task_numa_env env = {
1083                 .p = p,
1084
1085                 .src_cpu = task_cpu(p),
1086                 .src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p)),
1087
1088                 .imbalance_pct = 112,
1089
1090                 .best_task = NULL,
1091                 .best_imp = 0,
1092                 .best_cpu = -1
1093         };
1094         struct sched_domain *sd;
1095         unsigned long faults;
1096         int nid, ret;
1097         long imp;
1098
1099         /*
1100          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1101          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1102          *
1103          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1104          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1105          * to satisfy here.
1106          */
1107         rcu_read_lock();
1108         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1109         env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1110         rcu_read_unlock();
1111
1112         faults = task_faults(p, env.src_nid);
1113         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1114         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1115         imp = task_faults(env.p, env.dst_nid) - faults;
1116         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1117
1118         /* If the preferred nid has capacity, try to use it. */
1119         if (env.dst_stats.has_capacity)
1120                 task_numa_find_cpu(&env, imp);
1121
1122         /* No space available on the preferred nid. Look elsewhere. */
1123         if (env.best_cpu == -1) {
1124                 for_each_online_node(nid) {
1125                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1126                                 continue;
1127
1128                         /* Only consider nodes that recorded more faults */
1129                         imp = task_faults(env.p, nid) - faults;
1130                         if (imp < 0)
1131                                 continue;
1132
1133                         env.dst_nid = nid;
1134                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1135                         task_numa_find_cpu(&env, imp);
1136                 }
1137         }
1138
1139         /* No better CPU than the current one was found. */
1140         if (env.best_cpu == -1)
1141                 return -EAGAIN;
1142
1143         if (env.best_task == NULL) {
1144                 int ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1145                 return ret;
1146         }
1147
1148         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1149         put_task_struct(env.best_task);
1150         return ret;
1151 }
1152
1153 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1154 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1155 {
1156         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1157         p->numa_migrate_retry = 0;
1158         if (cpu_to_node(task_cpu(p)) == p->numa_preferred_nid) {
1159                 /*
1160                  * If migration is temporarily disabled due to a task migration
1161                  * then re-enable it now as the task is running on its
1162                  * preferred node and memory should migrate locally
1163                  */
1164                 if (!p->numa_migrate_seq)
1165                         p->numa_migrate_seq++;
1166                 return;
1167         }
1168
1169         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1170         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1))
1171                 return;
1172
1173         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1174         if (task_numa_migrate(p) != 0)
1175                 p->numa_migrate_retry = jiffies + HZ*5;
1176 }
1177
1178 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1179 {
1180         int seq, nid, max_nid = -1;
1181         unsigned long max_faults = 0;
1182
1183         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1184         if (p->numa_scan_seq == seq)
1185                 return;
1186         p->numa_scan_seq = seq;
1187         p->numa_migrate_seq++;
1188         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1189
1190         /* Find the node with the highest number of faults */
1191         for_each_online_node(nid) {
1192                 unsigned long faults = 0;
1193                 int priv, i;
1194
1195                 for (priv = 0; priv < 2; priv++) {
1196                         long diff;
1197
1198                         i = task_faults_idx(nid, priv);
1199                         diff = -p->numa_faults[i];
1200
1201                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1202                         p->numa_faults[i] >>= 1;
1203                         p->numa_faults[i] += p->numa_faults_buffer[i];
1204                         p->numa_faults_buffer[i] = 0;
1205
1206                         faults += p->numa_faults[i];
1207                         diff += p->numa_faults[i];
1208                         if (p->numa_group) {
1209                                 /* safe because we can only change our own group */
1210                                 atomic_long_add(diff, &p->numa_group->faults[i]);
1211                         }
1212                 }
1213
1214                 if (faults > max_faults) {
1215                         max_faults = faults;
1216                         max_nid = nid;
1217                 }
1218         }
1219
1220         /* Preferred node as the node with the most faults */
1221         if (max_faults && max_nid != p->numa_preferred_nid) {
1222                 /* Update the preferred nid and migrate task if possible */
1223                 p->numa_preferred_nid = max_nid;
1224                 p->numa_migrate_seq = 1;
1225                 numa_migrate_preferred(p);
1226         }
1227 }
1228
1229 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1230 {
1231         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1232 }
1233
1234 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1235 {
1236         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1237                 kfree_rcu(grp, rcu);
1238 }
1239
1240 static void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1241 {
1242         if (l1 > l2)
1243                 swap(l1, l2);
1244
1245         spin_lock(l1);
1246         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1247 }
1248
1249 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid)
1250 {
1251         struct numa_group *grp, *my_grp;
1252         struct task_struct *tsk;
1253         bool join = false;
1254         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1255         int i;
1256
1257         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1258                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1259                                     2*nr_node_ids*sizeof(atomic_long_t);
1260
1261                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1262                 if (!grp)
1263                         return;
1264
1265                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1266                 spin_lock_init(&grp->lock);
1267                 INIT_LIST_HEAD(&grp->task_list);
1268
1269                 for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++)
1270                         atomic_long_set(&grp->faults[i], p->numa_faults[i]);
1271
1272                 list_add(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1273                 grp->nr_tasks++;
1274                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1275         }
1276
1277         rcu_read_lock();
1278         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1279
1280         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1281                 goto unlock;
1282
1283         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1284         if (!grp)
1285                 goto unlock;
1286
1287         my_grp = p->numa_group;
1288         if (grp == my_grp)
1289                 goto unlock;
1290
1291         /*
1292          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1293          * the other task will join us.
1294          */
1295         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1296                 goto unlock;
1297
1298         /*
1299          * Tie-break on the grp address.
1300          */
1301         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1302                 goto unlock;
1303
1304         if (!get_numa_group(grp))
1305                 goto unlock;
1306
1307         join = true;
1308
1309 unlock:
1310         rcu_read_unlock();
1311
1312         if (!join)
1313                 return;
1314
1315         for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++) {
1316                 atomic_long_sub(p->numa_faults[i], &my_grp->faults[i]);
1317                 atomic_long_add(p->numa_faults[i], &grp->faults[i]);
1318         }
1319
1320         double_lock(&my_grp->lock, &grp->lock);
1321
1322         list_move(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1323         my_grp->nr_tasks--;
1324         grp->nr_tasks++;
1325
1326         spin_unlock(&my_grp->lock);
1327         spin_unlock(&grp->lock);
1328
1329         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1330
1331         put_numa_group(my_grp);
1332 }
1333
1334 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1335 {
1336         struct numa_group *grp = p->numa_group;
1337         int i;
1338
1339         if (grp) {
1340                 for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++)
1341                         atomic_long_sub(p->numa_faults[i], &grp->faults[i]);
1342
1343                 spin_lock(&grp->lock);
1344                 list_del(&p->numa_entry);
1345                 grp->nr_tasks--;
1346                 spin_unlock(&grp->lock);
1347                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, NULL);
1348                 put_numa_group(grp);
1349         }
1350
1351         kfree(p->numa_faults);
1352 }
1353
1354 /*
1355  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
1356  */
1357 void task_numa_fault(int last_cpupid, int node, int pages, bool migrated)
1358 {
1359         struct task_struct *p = current;
1360         int priv;
1361
1362         if (!numabalancing_enabled)
1363                 return;
1364
1365         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
1366         if (!p->mm)
1367                 return;
1368
1369         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
1370         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
1371                 int size = sizeof(*p->numa_faults) * 2 * nr_node_ids;
1372
1373                 /* numa_faults and numa_faults_buffer share the allocation */
1374                 p->numa_faults = kzalloc(size * 2, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
1375                 if (!p->numa_faults)
1376                         return;
1377
1378                 BUG_ON(p->numa_faults_buffer);
1379                 p->numa_faults_buffer = p->numa_faults + (2 * nr_node_ids);
1380         }
1381
1382         /*
1383          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
1384          * to be private if the accessing pid has not changed
1385          */
1386         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
1387                 priv = 1;
1388         } else {
1389                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
1390                 if (!priv)
1391                         task_numa_group(p, last_cpupid);
1392         }
1393
1394         /*
1395          * If pages are properly placed (did not migrate) then scan slower.
1396          * This is reset periodically in case of phase changes
1397          */
1398         if (!migrated) {
1399                 /* Initialise if necessary */
1400                 if (!p->numa_scan_period_max)
1401                         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1402
1403                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1404                         p->numa_scan_period + 10);
1405         }
1406
1407         task_numa_placement(p);
1408
1409         /* Retry task to preferred node migration if it previously failed */
1410         if (p->numa_migrate_retry && time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
1411                 numa_migrate_preferred(p);
1412
1413         p->numa_faults_buffer[task_faults_idx(node, priv)] += pages;
1414 }
1415
1416 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
1417 {
1418         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
1419         p->mm->numa_scan_offset = 0;
1420 }
1421
1422 /*
1423  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
1424  * Triggered from task_tick_numa().
1425  */
1426 void task_numa_work(struct callback_head *work)
1427 {
1428         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
1429         struct task_struct *p = current;
1430         struct mm_struct *mm = p->mm;
1431         struct vm_area_struct *vma;
1432         unsigned long start, end;
1433         unsigned long nr_pte_updates = 0;
1434         long pages;
1435
1436         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
1437
1438         work->next = work; /* protect against double add */
1439         /*
1440          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
1441          *
1442          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
1443          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
1444          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
1445          * work.
1446          */
1447         if (p->flags & PF_EXITING)
1448                 return;
1449
1450         if (!mm->numa_next_reset || !mm->numa_next_scan) {
1451                 mm->numa_next_scan = now +
1452                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1453                 mm->numa_next_reset = now +
1454                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_period_reset);
1455         }
1456
1457         /*
1458          * Reset the scan period if enough time has gone by. Objective is that
1459          * scanning will be reduced if pages are properly placed. As tasks
1460          * can enter different phases this needs to be re-examined. Lacking
1461          * proper tracking of reference behaviour, this blunt hammer is used.
1462          */
1463         migrate = mm->numa_next_reset;
1464         if (time_after(now, migrate)) {
1465                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1466                 next_scan = now + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_period_reset);
1467                 xchg(&mm->numa_next_reset, next_scan);
1468         }
1469
1470         /*
1471          * Enforce maximal scan/migration frequency..
1472          */
1473         migrate = mm->numa_next_scan;
1474         if (time_before(now, migrate))
1475                 return;
1476
1477         if (p->numa_scan_period == 0) {
1478                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1479                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1480         }
1481
1482         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1483         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
1484                 return;
1485
1486         /*
1487          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
1488          * the next time around.
1489          */
1490         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
1491
1492         start = mm->numa_scan_offset;
1493         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
1494         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
1495         if (!pages)
1496                 return;
1497
1498         down_read(&mm->mmap_sem);
1499         vma = find_vma(mm, start);
1500         if (!vma) {
1501                 reset_ptenuma_scan(p);
1502                 start = 0;
1503                 vma = mm->mmap;
1504         }
1505         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
1506                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(p, vma))
1507                         continue;
1508
1509                 /*
1510                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
1511                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
1512                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
1513                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
1514                  */
1515                 if (!vma->vm_mm ||
1516                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
1517                         continue;
1518
1519                 do {
1520                         start = max(start, vma->vm_start);
1521                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
1522                         end = min(end, vma->vm_end);
1523                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
1524
1525                         /*
1526                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
1527                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
1528                          * address space is quickly skipped.
1529                          */
1530                         if (nr_pte_updates)
1531                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
1532
1533                         start = end;
1534                         if (pages <= 0)
1535                                 goto out;
1536                 } while (end != vma->vm_end);
1537         }
1538
1539 out:
1540         /*
1541          * If the whole process was scanned without updates then no NUMA
1542          * hinting faults are being recorded and scan rate should be lower.
1543          */
1544         if (mm->numa_scan_offset == 0 && !nr_pte_updates) {
1545                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1546                         p->numa_scan_period << 1);
1547
1548                 next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1549                 mm->numa_next_scan = next_scan;
1550         }
1551
1552         /*
1553          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
1554          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
1555          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
1556          * scanner to the start so check it now.
1557          */
1558         if (vma)
1559                 mm->numa_scan_offset = start;
1560         else
1561                 reset_ptenuma_scan(p);
1562         up_read(&mm->mmap_sem);
1563 }
1564
1565 /*
1566  * Drive the periodic memory faults..
1567  */
1568 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1569 {
1570         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1571         u64 period, now;
1572
1573         /*
1574          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
1575          */
1576         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
1577                 return;
1578
1579         /*
1580          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
1581          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
1582          * task needs to have done some actual work before we bother with
1583          * NUMA placement.
1584          */
1585         now = curr->se.sum_exec_runtime;
1586         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
1587
1588         if (now - curr->node_stamp > period) {
1589                 if (!curr->node_stamp)
1590                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
1591                 curr->node_stamp += period;
1592
1593                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
1594                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
1595                         task_work_add(curr, work, true);
1596                 }
1597         }
1598 }
1599 #else
1600 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1601 {
1602 }
1603 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1604
1605 static void
1606 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1607 {
1608         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1609         if (!parent_entity(se))
1610                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1611 #ifdef CONFIG_SMP
1612         if (entity_is_task(se))
1613                 list_add(&se->group_node, &rq_of(cfs_rq)->cfs_tasks);
1614 #endif
1615         cfs_rq->nr_running++;
1616 }
1617
1618 static void
1619 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1620 {
1621         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1622         if (!parent_entity(se))
1623                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1624         if (entity_is_task(se))
1625                 list_del_init(&se->group_node);
1626         cfs_rq->nr_running--;
1627 }
1628
1629 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1630 # ifdef CONFIG_SMP
1631 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
1632 {
1633         long tg_weight;
1634
1635         /*
1636          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
1637          * to gain a more accurate current total weight. See
1638          * update_cfs_rq_load_contribution().
1639          */
1640         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
1641         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1642         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
1643
1644         return tg_weight;
1645 }
1646
1647 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1648 {
1649         long tg_weight, load, shares;
1650
1651         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
1652         load = cfs_rq->load.weight;
1653
1654         shares = (tg->shares * load);
1655         if (tg_weight)
1656                 shares /= tg_weight;
1657
1658         if (shares < MIN_SHARES)
1659                 shares = MIN_SHARES;
1660         if (shares > tg->shares)
1661                 shares = tg->shares;
1662
1663         return shares;
1664 }
1665 # else /* CONFIG_SMP */
1666 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1667 {
1668         return tg->shares;
1669 }
1670 # endif /* CONFIG_SMP */
1671 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
1672                             unsigned long weight)
1673 {
1674         if (se->on_rq) {
1675                 /* commit outstanding execution time */
1676                 if (cfs_rq->curr == se)
1677                         update_curr(cfs_rq);
1678                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1679         }
1680
1681         update_load_set(&se->load, weight);
1682
1683         if (se->on_rq)
1684                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1685 }
1686
1687 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
1688
1689 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1690 {
1691         struct task_group *tg;
1692         struct sched_entity *se;
1693         long shares;
1694
1695         tg = cfs_rq->tg;
1696         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1697         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1698                 return;
1699 #ifndef CONFIG_SMP
1700         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
1701                 return;
1702 #endif
1703         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
1704
1705         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
1706 }
1707 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1708 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1709 {
1710 }
1711 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1712
1713 #ifdef CONFIG_SMP
1714 /*
1715  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
1716  * Note: The tables below are dependent on this value.
1717  */
1718 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
1719 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
1720 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
1721
1722 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
1723 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
1724         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
1725         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
1726         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
1727         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
1728         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
1729         0x85aac367, 0x82cd8698,
1730 };
1731
1732 /*
1733  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
1734  * over-estimates when re-combining.
1735  */
1736 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
1737             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
1738          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
1739         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
1740 };
1741
1742 /*
1743  * Approximate:
1744  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
1745  */
1746 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
1747 {
1748         unsigned int local_n;
1749
1750         if (!n)
1751                 return val;
1752         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
1753                 return 0;
1754
1755         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
1756         local_n = n;
1757
1758         /*
1759          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
1760          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
1761          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
1762          *
1763          * To achieve constant time decay_load.
1764          */
1765         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
1766                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
1767                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
1768         }
1769
1770         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
1771         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
1772         return val >> 32;
1773 }
1774
1775 /*
1776  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
1777  * average will be: \Sum 1024*y^n
1778  *
1779  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
1780  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
1781  */
1782 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
1783 {
1784         u32 contrib = 0;
1785
1786         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
1787                 return runnable_avg_yN_sum[n];
1788         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
1789                 return LOAD_AVG_MAX;
1790
1791         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
1792         do {
1793                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
1794                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
1795
1796                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
1797         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
1798
1799         contrib = decay_load(contrib, n);
1800         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
1801 }
1802
1803 /*
1804  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
1805  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
1806  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
1807  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
1808  *
1809  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
1810  *      p0            p1           p2
1811  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
1812  *
1813  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
1814  *
1815  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
1816  * following representation of historical load:
1817  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
1818  *
1819  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
1820  *   y^32 = 0.5
1821  *
1822  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
1823  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
1824  * (u_0).
1825  *
1826  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
1827  * sum again by y is sufficient to update:
1828  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
1829  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
1830  */
1831 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
1832                                                         struct sched_avg *sa,
1833                                                         int runnable)
1834 {
1835         u64 delta, periods;
1836         u32 runnable_contrib;
1837         int delta_w, decayed = 0;
1838
1839         delta = now - sa->last_runnable_update;
1840         /*
1841          * This should only happen when time goes backwards, which it
1842          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
1843          */
1844         if ((s64)delta < 0) {
1845                 sa->last_runnable_update = now;
1846                 return 0;
1847         }
1848
1849         /*
1850          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
1851          * approximation of 1us and fast to compute.
1852          */
1853         delta >>= 10;
1854         if (!delta)
1855                 return 0;
1856         sa->last_runnable_update = now;
1857
1858         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
1859         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
1860         if (delta + delta_w >= 1024) {
1861                 /* period roll-over */
1862                 decayed = 1;
1863
1864                 /*
1865                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
1866                  * out how much from delta we need to complete the current
1867                  * period and accrue it.
1868                  */
1869                 delta_w = 1024 - delta_w;
1870                 if (runnable)
1871                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
1872                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
1873
1874                 delta -= delta_w;
1875
1876                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
1877                 periods = delta / 1024;
1878                 delta %= 1024;
1879
1880                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
1881                                                   periods + 1);
1882                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
1883                                                      periods + 1);
1884
1885                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
1886                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
1887                 if (runnable)
1888                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
1889                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
1890         }
1891
1892         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
1893         if (runnable)
1894                 sa->runnable_avg_sum += delta;
1895         sa->runnable_avg_period += delta;
1896
1897         return decayed;
1898 }
1899
1900 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
1901 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
1902 {
1903         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1904         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1905
1906         decays -= se->avg.decay_count;
1907         if (!decays)
1908                 return 0;
1909
1910         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
1911         se->avg.decay_count = 0;
1912
1913         return decays;
1914 }
1915
1916 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1917 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1918                                                  int force_update)
1919 {
1920         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1921         long tg_contrib;
1922
1923         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
1924         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1925
1926         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
1927                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
1928                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
1929         }
1930 }
1931
1932 /*
1933  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
1934  * representation for computing load contributions.
1935  */
1936 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1937                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
1938 {
1939         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1940         long contrib;
1941
1942         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
1943         contrib = div_u64(sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
1944                           sa->runnable_avg_period + 1);
1945         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
1946
1947         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
1948                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
1949                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
1950         }
1951 }
1952
1953 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1954 {
1955         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1956         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1957         int runnable_avg;
1958
1959         u64 contrib;
1960
1961         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
1962         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
1963                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
1964
1965         /*
1966          * For group entities we need to compute a correction term in the case
1967          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
1968          * load as a task of equal weight.
1969          *
1970          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
1971          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
1972          * lower-bound on the true value.
1973          *
1974          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
1975          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
1976          * understating by the aggregate of their overlap.
1977          *
1978          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
1979          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
1980          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
1981          *
1982          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
1983          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
1984          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
1985          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
1986          * our upper bound of 1-cpu.
1987          */
1988         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
1989         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
1990                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
1991                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
1992         }
1993 }
1994 #else
1995 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1996                                                  int force_update) {}
1997 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1998                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1999 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2000 #endif
2001
2002 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2003 {
2004         u32 contrib;
2005
2006         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2007         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2008         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2009         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2010 }
2011
2012 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2013 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2014 {
2015         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2016
2017         if (entity_is_task(se)) {
2018                 __update_task_entity_contrib(se);
2019         } else {
2020                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2021                 __update_group_entity_contrib(se);
2022         }
2023
2024         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2025 }
2026
2027 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2028                                                  long load_contrib)
2029 {
2030         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2031                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2032         else
2033                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2034 }
2035
2036 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2037
2038 /* Update a sched_entity's runnable average */
2039 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2040                                           int update_cfs_rq)
2041 {
2042         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2043         long contrib_delta;
2044         u64 now;
2045
2046         /*
2047          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2048          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2049          */
2050         if (entity_is_task(se))
2051                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2052         else
2053                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2054
2055         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2056                 return;
2057
2058         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2059
2060         if (!update_cfs_rq)
2061                 return;
2062
2063         if (se->on_rq)
2064                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2065         else
2066                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2067 }
2068
2069 /*
2070  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2071  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2072  */
2073 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2074 {
2075         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2076         u64 decays;
2077
2078         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2079         if (!decays && !force_update)
2080                 return;
2081
2082         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2083                 unsigned long removed_load;
2084                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2085                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2086         }
2087
2088         if (decays) {
2089                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2090                                                       decays);
2091                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2092                 cfs_rq->last_decay = now;
2093         }
2094
2095         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2096 }
2097
2098 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2099 {
2100         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2101         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2102 }
2103
2104 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2105 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2106                                                   struct sched_entity *se,
2107                                                   int wakeup)
2108 {
2109         /*
2110          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2111          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2112          * accumulated while sleeping.
2113          *
2114          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2115          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2116          * constructed load_avg_contrib.
2117          */
2118         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2119                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2120                 if (se->avg.decay_count) {
2121                         /*
2122                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2123                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2124                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2125                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2126                          * approximate this using our carried decays, which are
2127                          * explicitly atomically readable.
2128                          */
2129                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2130                                                         << 20;
2131                         update_entity_load_avg(se, 0);
2132                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2133                         se->avg.decay_count = 0;
2134                 }
2135                 wakeup = 0;
2136         } else {
2137                 /*
2138                  * Task re-woke on same cpu (or else migrate_task_rq_fair()
2139                  * would have made count negative); we must be careful to avoid
2140                  * double-accounting blocked time after synchronizing decays.
2141                  */
2142                 se->avg.last_runnable_update += __synchronize_entity_decay(se)
2143                                                         << 20;
2144         }
2145
2146         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2147         if (wakeup) {
2148                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2149                 update_entity_load_avg(se, 0);
2150         }
2151
2152         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2153         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2154         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2155 }
2156
2157 /*
2158  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2159  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2160  * blocked_load_avg.
2161  */
2162 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2163                                                   struct sched_entity *se,
2164                                                   int sleep)
2165 {
2166         update_entity_load_avg(se, 1);
2167         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2168         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2169
2170         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2171         if (sleep) {
2172                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2173                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2174         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2175 }
2176
2177 /*
2178  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2179  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2180  * be the only way to update the runnable statistic.
2181  */
2182 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2183 {
2184         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2185 }
2186
2187 /*
2188  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2189  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2190  * be the only way to update the runnable statistic.
2191  */
2192 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2193 {
2194         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2195 }
2196
2197 #else
2198 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2199                                           int update_cfs_rq) {}
2200 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2201 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2202                                            struct sched_entity *se,
2203                                            int wakeup) {}
2204 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2205                                            struct sched_entity *se,
2206                                            int sleep) {}
2207 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2208                                               int force_update) {}
2209 #endif
2210
2211 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2212 {
2213 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2214         struct task_struct *tsk = NULL;
2215
2216         if (entity_is_task(se))
2217                 tsk = task_of(se);
2218
2219         if (se->statistics.sleep_start) {
2220                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2221
2222                 if ((s64)delta < 0)
2223                         delta = 0;
2224
2225                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2226                         se->statistics.sleep_max = delta;
2227
2228                 se->statistics.sleep_start = 0;
2229                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2230
2231                 if (tsk) {
2232                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2233                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2234                 }
2235         }
2236         if (se->statistics.block_start) {
2237                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2238
2239                 if ((s64)delta < 0)
2240                         delta = 0;
2241
2242                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2243                         se->statistics.block_max = delta;
2244
2245                 se->statistics.block_start = 0;
2246                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2247
2248                 if (tsk) {
2249                         if (tsk->in_iowait) {
2250                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2251                                 se->statistics.iowait_count++;
2252                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2253                         }
2254
2255                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2256
2257                         /*
2258                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2259                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2260                          * amount of time that the task spent sleeping:
2261                          */
2262                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2263                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2264                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2265                                                 delta >> 20);
2266                         }
2267                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2268                 }
2269         }
2270 #endif
2271 }
2272
2273 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2274 {
2275 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2276         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2277
2278         if (d < 0)
2279                 d = -d;
2280
2281         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2282                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2283 #endif
2284 }
2285
2286 static void
2287 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2288 {
2289         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2290
2291         /*
2292          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2293          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2294          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2295          * stays open at the end.
2296          */
2297         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2298                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2299
2300         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2301         if (!initial) {
2302                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2303
2304                 /*
2305                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2306                  * for a gentler effect of sleepers:
2307                  */
2308                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2309                         thresh >>= 1;
2310
2311                 vruntime -= thresh;
2312         }
2313
2314         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2315         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2316 }
2317
2318 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2319
2320 static void
2321 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2322 {
2323         /*
2324          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2325          * through calling update_curr().
2326          */
2327         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2328                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2329
2330         /*
2331          * Update run-time statistics of the 'current'.
2332          */
2333         update_curr(cfs_rq);
2334         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2335         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2336         update_cfs_shares(cfs_rq);
2337
2338         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2339                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2340                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
2341         }
2342
2343         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
2344         check_spread(cfs_rq, se);
2345         if (se != cfs_rq->curr)
2346                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
2347         se->on_rq = 1;
2348
2349         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
2350                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
2351                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
2352         }
2353 }
2354
2355 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
2356 {
2357         for_each_sched_entity(se) {
2358                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2359                 if (cfs_rq->last == se)
2360                         cfs_rq->last = NULL;
2361                 else
2362                         break;
2363         }
2364 }
2365
2366 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
2367 {
2368         for_each_sched_entity(se) {
2369                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2370                 if (cfs_rq->next == se)
2371                         cfs_rq->next = NULL;
2372                 else
2373                         break;
2374         }
2375 }
2376
2377 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
2378 {
2379         for_each_sched_entity(se) {
2380                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2381                 if (cfs_rq->skip == se)
2382                         cfs_rq->skip = NULL;
2383                 else
2384                         break;
2385         }
2386 }
2387
2388 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2389 {
2390         if (cfs_rq->last == se)
2391                 __clear_buddies_last(se);
2392
2393         if (cfs_rq->next == se)
2394                 __clear_buddies_next(se);
2395
2396         if (cfs_rq->skip == se)
2397                 __clear_buddies_skip(se);
2398 }
2399
2400 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2401
2402 static void
2403 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2404 {
2405         /*
2406          * Update run-time statistics of the 'current'.
2407          */
2408         update_curr(cfs_rq);
2409         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2410
2411         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
2412         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
2413 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2414                 if (entity_is_task(se)) {
2415                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
2416
2417                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
2418                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2419                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
2420                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2421                 }
2422 #endif
2423         }
2424
2425         clear_buddies(cfs_rq, se);
2426
2427         if (se != cfs_rq->curr)
2428                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2429         se->on_rq = 0;
2430         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2431
2432         /*
2433          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
2434          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
2435          * movement in our normalized position.
2436          */
2437         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
2438                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
2439
2440         /* return excess runtime on last dequeue */
2441         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2442
2443         update_min_vruntime(cfs_rq);
2444         update_cfs_shares(cfs_rq);
2445 }
2446
2447 /*
2448  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2449  */
2450 static void
2451 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2452 {
2453         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
2454         struct sched_entity *se;
2455         s64 delta;
2456
2457         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
2458         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
2459         if (delta_exec > ideal_runtime) {
2460                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2461                 /*
2462                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
2463                  * re-elected due to buddy favours.
2464                  */
2465                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
2466                 return;
2467         }
2468
2469         /*
2470          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
2471          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
2472          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
2473          */
2474         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
2475                 return;
2476
2477         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2478         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
2479
2480         if (delta < 0)
2481                 return;
2482
2483         if (delta > ideal_runtime)
2484                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2485 }
2486
2487 static void
2488 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2489 {
2490         /* 'current' is not kept within the tree. */
2491         if (se->on_rq) {
2492                 /*
2493                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
2494                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
2495                  * runqueue.
2496                  */
2497                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
2498                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2499         }
2500
2501         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
2502         cfs_rq->curr = se;
2503 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2504         /*
2505          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
2506          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
2507          * when there are only lesser-weight tasks around):
2508          */
2509         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
2510                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
2511                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
2512         }
2513 #endif
2514         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
2515 }
2516
2517 static int
2518 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
2519
2520 /*
2521  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
2522  * 1) keep things fair between processes/task groups
2523  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
2524  * 3) pick the "last" process, for cache locality
2525  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
2526  */
2527 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
2528 {
2529         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2530         struct sched_entity *left = se;
2531
2532         /*
2533          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
2534          * be done without getting too unfair.
2535          */
2536         if (cfs_rq->skip == se) {
2537                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
2538                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
2539                         se = second;
2540         }
2541
2542         /*
2543          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
2544          */
2545         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
2546                 se = cfs_rq->last;
2547
2548         /*
2549          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
2550          */
2551         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
2552                 se = cfs_rq->next;
2553
2554         clear_buddies(cfs_rq, se);
2555
2556         return se;
2557 }
2558
2559 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2560
2561 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
2562 {
2563         /*
2564          * If still on the runqueue then deactivate_task()
2565          * was not called and update_curr() has to be done:
2566          */
2567         if (prev->on_rq)
2568                 update_curr(cfs_rq);
2569
2570         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
2571         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2572
2573         check_spread(cfs_rq, prev);
2574         if (prev->on_rq) {
2575                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
2576                 /* Put 'current' back into the tree. */
2577                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
2578                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
2579                 update_entity_load_avg(prev, 1);
2580         }
2581         cfs_rq->curr = NULL;
2582 }
2583
2584 static void
2585 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
2586 {
2587         /*
2588          * Update run-time statistics of the 'current'.
2589          */
2590         update_curr(cfs_rq);
2591
2592         /*
2593          * Ensure that runnable average is periodically updated.
2594          */
2595         update_entity_load_avg(curr, 1);
2596         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
2597         update_cfs_shares(cfs_rq);
2598
2599 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2600         /*
2601          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
2602          * validating it and just reschedule.
2603          */
2604         if (queued) {
2605                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2606                 return;
2607         }
2608         /*
2609          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
2610          */
2611         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
2612                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
2613                 return;
2614 #endif
2615
2616         if (cfs_rq->nr_running > 1)
2617                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
2618 }
2619
2620
2621 /**************************************************
2622  * CFS bandwidth control machinery
2623  */
2624
2625 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
2626
2627 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
2628 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
2629
2630 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
2631 {
2632         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
2633 }
2634
2635 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
2636 {
2637         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
2638         if (enabled && !was_enabled)
2639                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
2640         else if (!enabled && was_enabled)
2641                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
2642 }
2643 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
2644 static bool cfs_bandwidth_used(void)
2645 {
2646         return true;
2647 }
2648
2649 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
2650 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
2651
2652 /*
2653  * default period for cfs group bandwidth.
2654  * default: 0.1s, units: nanoseconds
2655  */
2656 static inline u64 default_cfs_period(void)
2657 {
2658         return 100000000ULL;
2659 }
2660
2661 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
2662 {
2663         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
2664 }
2665
2666 /*
2667  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
2668  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
2669  * additional synchronization around rq->lock.
2670  *
2671  * requires cfs_b->lock
2672  */
2673 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2674 {
2675         u64 now;
2676
2677         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2678                 return;
2679
2680         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
2681         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
2682         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
2683 }
2684
2685 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2686 {
2687         return &tg->cfs_bandwidth;
2688 }
2689
2690 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
2691 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2692 {
2693         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
2694                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
2695
2696         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
2697 }
2698
2699 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
2700 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2701 {
2702         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2703         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
2704         u64 amount = 0, min_amount, expires;
2705
2706         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
2707         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
2708
2709         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2710         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2711                 amount = min_amount;
2712         else {
2713                 /*
2714                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
2715                  * period must have elapsed since the last consumption.
2716                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
2717                  * active.
2718                  */
2719                 if (!cfs_b->timer_active) {
2720                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2721                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
2722                 }
2723
2724                 if (cfs_b->runtime > 0) {
2725                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
2726                         cfs_b->runtime -= amount;
2727                         cfs_b->idle = 0;
2728                 }
2729         }
2730         expires = cfs_b->runtime_expires;
2731         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2732
2733         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
2734         /*
2735          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
2736          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
2737          * issued.
2738          */
2739         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
2740                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2741
2742         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
2743 }
2744
2745 /*
2746  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
2747  * fact that rq->clock snapshots this value.
2748  */
2749 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2750 {
2751         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2752
2753         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
2754         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
2755                 return;
2756
2757         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
2758                 return;
2759
2760         /*
2761          * If the local deadline has passed we have to consider the
2762          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
2763          * has not truly expired.
2764          *
2765          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
2766          * whether the global deadline has advanced.
2767          */
2768
2769         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
2770                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
2771                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
2772         } else {
2773                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
2774                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
2775         }
2776 }
2777
2778 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2779                                      unsigned long delta_exec)
2780 {
2781         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
2782         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
2783         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2784
2785         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2786                 return;
2787
2788         /*
2789          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
2790          * hierarchy can be throttled
2791          */
2792         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
2793                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2794 }
2795
2796 static __always_inline
2797 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
2798 {
2799         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
2800                 return;
2801
2802         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
2803 }
2804
2805 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2806 {
2807         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
2808 }
2809
2810 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
2811 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2812 {
2813         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
2814 }
2815
2816 /*
2817  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
2818  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
2819  * load-balance operations.
2820  */
2821 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2822                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2823 {
2824         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
2825
2826         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
2827         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
2828
2829         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
2830                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
2831 }
2832
2833 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
2834 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
2835 {
2836         struct rq *rq = data;
2837         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2838
2839         cfs_rq->throttle_count--;
2840 #ifdef CONFIG_SMP
2841         if (!cfs_rq->throttle_count) {
2842                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
2843                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
2844                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
2845         }
2846 #endif
2847
2848         return 0;
2849 }
2850
2851 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
2852 {
2853         struct rq *rq = data;
2854         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2855
2856         /* group is entering throttled state, stop time */
2857         if (!cfs_rq->throttle_count)
2858                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
2859         cfs_rq->throttle_count++;
2860
2861         return 0;
2862 }
2863
2864 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2865 {
2866         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2867         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2868         struct sched_entity *se;
2869         long task_delta, dequeue = 1;
2870
2871         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2872
2873         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
2874         rcu_read_lock();
2875         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
2876         rcu_read_unlock();
2877
2878         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2879         for_each_sched_entity(se) {
2880                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
2881                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
2882                 if (!se->on_rq)
2883                         break;
2884
2885                 if (dequeue)
2886                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
2887                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
2888
2889                 if (qcfs_rq->load.weight)
2890                         dequeue = 0;
2891         }
2892
2893         if (!se)
2894                 rq->nr_running -= task_delta;
2895
2896         cfs_rq->throttled = 1;
2897         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
2898         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2899         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
2900         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2901 }
2902
2903 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2904 {
2905         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2906         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2907         struct sched_entity *se;
2908         int enqueue = 1;
2909         long task_delta;
2910
2911         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
2912
2913         cfs_rq->throttled = 0;
2914
2915         update_rq_clock(rq);
2916
2917         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2918         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
2919         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
2920         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2921
2922         /* update hierarchical throttle state */
2923         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
2924
2925         if (!cfs_rq->load.weight)
2926                 return;
2927
2928         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2929         for_each_sched_entity(se) {
2930                 if (se->on_rq)
2931                         enqueue = 0;
2932
2933                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2934                 if (enqueue)
2935                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
2936                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
2937
2938                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2939                         break;
2940         }
2941
2942         if (!se)
2943                 rq->nr_running += task_delta;
2944
2945         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
2946         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
2947                 resched_task(rq->curr);
2948 }
2949
2950 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
2951                 u64 remaining, u64 expires)
2952 {
2953         struct cfs_rq *cfs_rq;
2954         u64 runtime = remaining;
2955
2956         rcu_read_lock();
2957         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
2958                                 throttled_list) {
2959                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2960
2961                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2962                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2963                         goto next;
2964
2965                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
2966                 if (runtime > remaining)
2967                         runtime = remaining;
2968                 remaining -= runtime;
2969
2970                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
2971                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2972
2973                 /* we check whether we're throttled above */
2974                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
2975                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2976
2977 next:
2978                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2979
2980                 if (!remaining)
2981                         break;
2982         }
2983         rcu_read_unlock();
2984
2985         return remaining;
2986 }
2987
2988 /*
2989  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
2990  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
2991  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
2992  * used to track this state.
2993  */
2994 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
2995 {
2996         u64 runtime, runtime_expires;
2997         int idle = 1, throttled;
2998
2999         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3000         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3001         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3002                 goto out_unlock;
3003
3004         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3005         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
3006         idle = cfs_b->idle && !throttled;
3007         cfs_b->nr_periods += overrun;
3008
3009         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
3010         if (idle)
3011                 goto out_unlock;
3012
3013         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3014
3015         if (!throttled) {
3016                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3017                 cfs_b->idle = 1;
3018                 goto out_unlock;
3019         }
3020
3021         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3022         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3023
3024         /*
3025          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
3026          * to unthrottle them before making it generally available.  This
3027          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
3028          * allowed to run.
3029          */
3030         runtime = cfs_b->runtime;
3031         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3032         cfs_b->runtime = 0;
3033
3034         /*
3035          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
3036          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
3037          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
3038          */
3039         while (throttled && runtime > 0) {
3040                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3041                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3042                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3043                                                  runtime_expires);
3044                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3045
3046                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3047         }
3048
3049         /* return (any) remaining runtime */
3050         cfs_b->runtime = runtime;
3051         /*
3052          * While we are ensured activity in the period following an
3053          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3054          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3055          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3056          */
3057         cfs_b->idle = 0;
3058 out_unlock:
3059         if (idle)
3060                 cfs_b->timer_active = 0;
3061         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3062
3063         return idle;
3064 }
3065
3066 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3067 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3068 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3069 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3070 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3071 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3072
3073 /* are we near the end of the current quota period? */
3074 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3075 {
3076         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3077         u64 remaining;
3078
3079         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3080         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3081                 return 1;
3082
3083         /* is a quota refresh about to occur? */
3084         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3085         if (remaining < min_expire)
3086                 return 1;
3087
3088         return 0;
3089 }
3090
3091 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3092 {
3093         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3094
3095         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3096         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3097                 return;
3098
3099         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3100                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3101 }
3102
3103 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3104 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3105 {
3106         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3107         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3108
3109         if (slack_runtime <= 0)
3110                 return;
3111
3112         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3113         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3114             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3115                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3116
3117                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3118                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3119                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3120                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3121         }
3122         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3123
3124         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3125         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3126 }
3127
3128 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3129 {
3130         if (!cfs_bandwidth_used())
3131                 return;
3132
3133         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3134                 return;
3135
3136         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3137 }
3138
3139 /*
3140  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3141  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3142  */
3143 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3144 {
3145         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3146         u64 expires;
3147
3148         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3149         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
3150                 return;
3151
3152         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3153         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
3154                 runtime = cfs_b->runtime;
3155                 cfs_b->runtime = 0;
3156         }
3157         expires = cfs_b->runtime_expires;
3158         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3159
3160         if (!runtime)
3161                 return;
3162
3163         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3164
3165         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3166         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3167                 cfs_b->runtime = runtime;
3168         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3169 }
3170
3171 /*
3172  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3173  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3174  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3175  */
3176 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3177 {
3178         if (!cfs_bandwidth_used())
3179                 return;
3180
3181         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3182         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3183                 return;
3184
3185         /* ensure the group is not already throttled */
3186         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3187                 return;
3188
3189         /* update runtime allocation */
3190         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3191         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3192                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3193 }
3194
3195 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3196 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3197 {
3198         if (!cfs_bandwidth_used())
3199                 return;
3200
3201         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3202                 return;
3203
3204         /*
3205          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3206          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3207          */
3208         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3209                 return;
3210
3211         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3212 }
3213
3214 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3215 {
3216         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3217                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3218         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3219
3220         return HRTIMER_NORESTART;
3221 }
3222
3223 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3224 {
3225         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3226                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3227         ktime_t now;
3228         int overrun;
3229         int idle = 0;
3230
3231         for (;;) {
3232                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3233                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3234
3235                 if (!overrun)
3236                         break;
3237
3238                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3239         }
3240
3241         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3242 }
3243
3244 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3245 {
3246         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3247         cfs_b->runtime = 0;
3248         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3249         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3250
3251         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3252         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3253         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3254         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3255         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3256 }
3257
3258 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3259 {
3260         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3261         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3262 }
3263
3264 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3265 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3266 {
3267         /*
3268          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3269          * period or because we're racing with the tear-down path
3270          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3271          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3272          */
3273         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
3274                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3275                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
3276                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3277
3278                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3279                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3280                 if (cfs_b->timer_active)
3281                         return;
3282         }
3283
3284         cfs_b->timer_active = 1;
3285         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3286 }
3287
3288 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3289 {
3290         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3291         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3292 }
3293
3294 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
3295 {
3296         struct cfs_rq *cfs_rq;
3297
3298         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3299                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3300
3301                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
3302                         continue;
3303
3304                 /*
3305                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
3306                  * there's some valid quota amount
3307                  */
3308                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
3309                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3310                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3311         }
3312 }
3313
3314 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3315 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3316 {
3317         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
3318 }
3319
3320 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
3321                                      unsigned long delta_exec) {}
3322 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3323 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3324 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3325
3326 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3327 {
3328         return 0;
3329 }
3330
3331 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3332 {
3333         return 0;
3334 }
3335
3336 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3337                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3338 {
3339         return 0;
3340 }
3341
3342 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3343
3344 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3345 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3346 #endif
3347
3348 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3349 {
3350         return NULL;
3351 }
3352 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3353 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
3354
3355 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3356
3357 /**************************************************
3358  * CFS operations on tasks:
3359  */
3360
3361 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3362 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3363 {
3364         struct sched_entity *se = &p->se;
3365         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3366
3367         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
3368
3369         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
3370                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
3371                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
3372                 s64 delta = slice - ran;
3373
3374                 if (delta < 0) {
3375                         if (rq->curr == p)
3376                                 resched_task(p);
3377                         return;
3378                 }
3379
3380                 /*
3381                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
3382                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
3383                  */
3384                 if (rq->curr != p)
3385                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
3386
3387                 hrtick_start(rq, delta);
3388         }
3389 }
3390
3391 /*
3392  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
3393  * current task is from our class and nr_running is low enough
3394  * to matter.
3395  */
3396 static void hrtick_update(struct rq *rq)
3397 {
3398         struct task_struct *curr = rq->curr;
3399
3400         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
3401                 return;
3402
3403         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
3404                 hrtick_start_fair(rq, curr);
3405 }
3406 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
3407 static inline void
3408 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3409 {
3410 }
3411
3412 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
3413 {
3414 }
3415 #endif
3416
3417 /*
3418  * The enqueue_task method is called before nr_running is
3419  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
3420  * then put the task into the rbtree:
3421  */
3422 static void
3423 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3424 {
3425         struct cfs_rq *cfs_rq;
3426         struct sched_entity *se = &p->se;
3427
3428         for_each_sched_entity(se) {
3429                 if (se->on_rq)
3430                         break;
3431                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3432                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
3433
3434                 /*
3435                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3436                  *
3437                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3438                  * post the final h_nr_running increment below.
3439                 */
3440                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3441                         break;
3442                 cfs_rq->h_nr_running++;
3443
3444                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
3445         }
3446
3447         for_each_sched_entity(se) {
3448                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3449                 cfs_rq->h_nr_running++;
3450
3451                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3452                         break;
3453
3454                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3455                 update_entity_load_avg(se, 1);
3456         }
3457
3458         if (!se) {
3459                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3460                 inc_nr_running(rq);
3461         }
3462         hrtick_update(rq);
3463 }
3464
3465 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
3466
3467 /*
3468  * The dequeue_task method is called before nr_running is
3469  * decreased. We remove the task from the rbtree and
3470  * update the fair scheduling stats:
3471  */
3472 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3473 {
3474         struct cfs_rq *cfs_rq;
3475         struct sched_entity *se = &p->se;
3476         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
3477
3478         for_each_sched_entity(se) {
3479                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3480                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
3481
3482                 /*
3483                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3484                  *
3485                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3486                  * post the final h_nr_running decrement below.
3487                 */
3488                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3489                         break;
3490                 cfs_rq->h_nr_running--;
3491
3492                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
3493                 if (cfs_rq->load.weight) {
3494                         /*
3495                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
3496                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
3497                          */
3498                         if (task_sleep && parent_entity(se))
3499                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
3500
3501                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
3502                         se = parent_entity(se);
3503                         break;
3504                 }
3505                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
3506         }
3507
3508         for_each_sched_entity(se) {
3509                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3510                 cfs_rq->h_nr_running--;
3511
3512                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3513                         break;
3514
3515                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3516                 update_entity_load_avg(se, 1);
3517         }
3518
3519         if (!se) {
3520                 dec_nr_running(rq);
3521                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
3522         }
3523         hrtick_update(rq);
3524 }
3525
3526 #ifdef CONFIG_SMP
3527 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
3528 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
3529 {
3530         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
3531 }
3532
3533 /*
3534  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
3535  * according to the scheduling class and "nice" value.
3536  *
3537  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
3538  * balance conservatively.
3539  */
3540 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
3541 {
3542         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3543         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3544
3545         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3546                 return total;
3547
3548         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
3549 }
3550
3551 /*
3552  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
3553  * according to the scheduling class and "nice" value.
3554  */
3555 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
3556 {
3557         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3558         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3559
3560         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3561                 return total;
3562
3563         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
3564 }
3565
3566 static unsigned long power_of(int cpu)
3567 {
3568         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
3569 }
3570
3571 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
3572 {
3573         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3574         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
3575         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
3576
3577         if (nr_running)
3578                 return load_avg / nr_running;
3579
3580         return 0;
3581 }
3582
3583 static void record_wakee(struct task_struct *p)
3584 {
3585         /*
3586          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
3587          * about the boundary, really active task won't care
3588          * about the loss.
3589          */
3590         if (jiffies > current->wakee_flip_decay_ts + HZ) {
3591                 current->wakee_flips = 0;
3592                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
3593         }
3594
3595         if (current->last_wakee != p) {
3596                 current->last_wakee = p;
3597                 current->wakee_flips++;
3598         }
3599 }
3600
3601 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
3602 {
3603         struct sched_entity *se = &p->se;
3604         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3605         u64 min_vruntime;
3606
3607 #ifndef CONFIG_64BIT
3608         u64 min_vruntime_copy;
3609
3610         do {
3611                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
3612                 smp_rmb();
3613                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3614         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
3615 #else
3616         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3617 #endif
3618
3619         se->vruntime -= min_vruntime;
3620         record_wakee(p);
3621 }
3622
3623 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3624 /*
3625  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
3626  *
3627  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
3628  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
3629  * can calculate the shift in shares.
3630  *
3631  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
3632  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
3633  * total group weight.
3634  *
3635  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
3636  * distribution (s_i) using:
3637  *
3638  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
3639  *
3640  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
3641  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
3642  * shares distribution (s_i):
3643  *
3644  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
3645  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
3646  *
3647  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
3648  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
3649  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
3650  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
3651  *
3652  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
3653  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
3654  *
3655  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
3656  *
3657  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
3658  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
3659  * weight and shares distributions like:
3660  *
3661  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
3662  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
3663  *
3664  * We can then compute the difference in effective weight by using:
3665  *
3666  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
3667  *
3668  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
3669  *
3670  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
3671  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
3672  * 4/7) times the weight of the group.
3673  */
3674 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3675 {
3676         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
3677
3678         if (!tg->parent || !wl) /* the trivial, non-cgroup case */
3679                 return wl;
3680
3681         for_each_sched_entity(se) {
3682                 long w, W;
3683
3684                 tg = se->my_q->tg;
3685
3686                 /*
3687                  * W = @wg + \Sum rw_j
3688                  */
3689                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
3690
3691                 /*
3692                  * w = rw_i + @wl
3693                  */
3694                 w = se->my_q->load.weight + wl;
3695
3696                 /*
3697                  * wl = S * s'_i; see (2)
3698                  */
3699                 if (W > 0 && w < W)
3700                         wl = (w * tg->shares) / W;
3701                 else
3702                         wl = tg->shares;
3703
3704                 /*
3705                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
3706                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
3707                  * calc_cfs_shares().
3708                  */
3709                 if (wl < MIN_SHARES)
3710                         wl = MIN_SHARES;
3711
3712                 /*
3713                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
3714                  */
3715                 wl -= se->load.weight;
3716
3717                 /*
3718                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
3719                  * the final effective load change on the root group. Since
3720                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
3721                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
3722                  * resulting from this level per the above.
3723                  */
3724                 wg = 0;
3725         }
3726
3727         return wl;
3728 }
3729 #else
3730
3731 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3732 {
3733         return wl;
3734 }
3735
3736 #endif
3737
3738 static int wake_wide(struct task_struct *p)
3739 {
3740         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
3741
3742         /*
3743          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
3744          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
3745          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
3746          */
3747         if (p->wakee_flips > factor) {
3748                 /*
3749                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
3750                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
3751                  * it alone.
3752                  */
3753                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
3754                         return 1;
3755         }
3756
3757         return 0;
3758 }
3759
3760 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
3761 {
3762         s64 this_load, load;
3763         int idx, this_cpu, prev_cpu;
3764         unsigned long tl_per_task;
3765         struct task_group *tg;
3766         unsigned long weight;
3767         int balanced;
3768
3769         /*
3770          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
3771          * ourselves around too much.
3772          */
3773         if (wake_wide(p))
3774                 return 0;
3775
3776         idx       = sd->wake_idx;
3777         this_cpu  = smp_processor_id();
3778         prev_cpu  = task_cpu(p);
3779         load      = source_load(prev_cpu, idx);
3780         this_load = target_load(this_cpu, idx);
3781
3782         /*
3783          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
3784          * effect of the currently running task from the load
3785          * of the current CPU:
3786          */
3787         if (sync) {
3788                 tg = task_group(current);
3789                 weight = current->se.load.weight;
3790
3791                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
3792                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
3793         }
3794
3795         tg = task_group(p);
3796         weight = p->se.load.weight;
3797
3798         /*
3799          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
3800          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
3801          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
3802          * about that, so that's good too.
3803          *
3804          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
3805          * task to be woken on this_cpu.
3806          */
3807         if (this_load > 0) {
3808                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
3809
3810                 this_eff_load = 100;
3811                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
3812                 this_eff_load *= this_load +
3813                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
3814
3815                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
3816                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
3817                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
3818
3819                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
3820         } else
3821                 balanced = true;
3822
3823         /*
3824          * If the currently running task will sleep within
3825          * a reasonable amount of time then attract this newly
3826          * woken task:
3827          */
3828         if (sync && balanced)
3829                 return 1;
3830
3831         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
3832         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3833
3834         if (balanced ||
3835             (this_load <= load &&
3836              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
3837                 /*
3838                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
3839                  * p is cache cold in this domain, and
3840                  * there is no bad imbalance.
3841                  */
3842                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
3843                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
3844
3845                 return 1;
3846         }
3847         return 0;
3848 }
3849
3850 /*
3851  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
3852  * domain.
3853  */
3854 static struct sched_group *
3855 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
3856                   int this_cpu, int load_idx)
3857 {
3858         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
3859         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
3860         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
3861
3862         do {
3863                 unsigned long load, avg_load;
3864                 int local_group;
3865                 int i;
3866
3867                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
3868                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
3869                                         tsk_cpus_allowed(p)))
3870                         continue;
3871
3872                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3873                                                sched_group_cpus(group));
3874
3875                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3876                 avg_load = 0;
3877
3878                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
3879                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3880                         if (local_group)
3881                                 load = source_load(i, load_idx);
3882                         else
3883                                 load = target_load(i, load_idx);
3884
3885                         avg_load += load;
3886                 }
3887
3888                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
3889                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
3890
3891                 if (local_group) {
3892                         this_load = avg_load;
3893                 } else if (avg_load < min_load) {
3894                         min_load = avg_load;
3895                         idlest = group;
3896                 }
3897         } while (group = group->next, group != sd->groups);
3898
3899         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
3900                 return NULL;
3901         return idlest;
3902 }
3903
3904 /*
3905  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
3906  */
3907 static int
3908 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
3909 {
3910         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
3911         int idlest = -1;
3912         int i;
3913
3914         /* Traverse only the allowed CPUs */
3915         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
3916                 load = weighted_cpuload(i);
3917
3918                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
3919                         min_load = load;
3920                         idlest = i;
3921                 }
3922         }
3923
3924         return idlest;
3925 }
3926
3927 /*
3928  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
3929  */
3930 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
3931 {
3932         struct sched_domain *sd;
3933         struct sched_group *sg;
3934         int i = task_cpu(p);
3935
3936         if (idle_cpu(target))
3937                 return target;
3938
3939         /*
3940          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
3941          */
3942         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
3943                 return i;
3944
3945         /*
3946          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
3947          */
3948         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
3949         for_each_lower_domain(sd) {
3950                 sg = sd->groups;
3951                 do {
3952                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
3953                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
3954                                 goto next;
3955
3956                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
3957                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
3958                                         goto next;
3959                         }
3960
3961                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
3962                                         tsk_cpus_allowed(p));
3963                         goto done;
3964 next:
3965                         sg = sg->next;
3966                 } while (sg != sd->groups);
3967         }
3968 done:
3969         return target;
3970 }
3971
3972 /*
3973  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
3974  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
3975  * SD_BALANCE_EXEC.
3976  *
3977  * Balance, ie. select the least loaded group.
3978  *
3979  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
3980  *
3981  * preempt must be disabled.
3982  */
3983 static int
3984 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
3985 {
3986         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
3987         int cpu = smp_processor_id();
3988         int new_cpu = cpu;
3989         int want_affine = 0;
3990         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
3991
3992         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
3993                 return prev_cpu;
3994
3995         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
3996                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
3997                         want_affine = 1;
3998                 new_cpu = prev_cpu;
3999         }
4000
4001         rcu_read_lock();
4002         for_each_domain(cpu, tmp) {
4003                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4004                         continue;
4005
4006                 /*
4007                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4008                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4009                  */
4010                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4011                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4012                         affine_sd = tmp;
4013                         break;
4014                 }
4015
4016                 if (tmp->flags & sd_flag)
4017                         sd = tmp;
4018         }
4019
4020         if (affine_sd) {
4021                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4022                         prev_cpu = cpu;
4023
4024                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4025                 goto unlock;
4026         }
4027
4028         while (sd) {
4029                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
4030                 struct sched_group *group;
4031                 int weight;
4032
4033                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4034                         sd = sd->child;
4035                         continue;
4036                 }
4037
4038                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4039                         load_idx = sd->wake_idx;
4040
4041                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
4042                 if (!group) {
4043                         sd = sd->child;
4044                         continue;
4045                 }
4046
4047                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4048                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4049                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4050                         sd = sd->child;
4051                         continue;
4052                 }
4053
4054                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4055                 cpu = new_cpu;
4056                 weight = sd->span_weight;
4057                 sd = NULL;
4058                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4059                         if (weight <= tmp->span_weight)
4060                                 break;
4061                         if (tmp->flags & sd_flag)
4062                                 sd = tmp;
4063                 }
4064                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4065         }
4066 unlock:
4067         rcu_read_unlock();
4068
4069         return new_cpu;
4070 }
4071
4072 /*
4073  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4074  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4075  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4076  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4077  */
4078 static void
4079 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4080 {
4081         struct sched_entity *se = &p->se;
4082         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4083
4084         /*
4085          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4086          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4087          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4088          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4089          */
4090         if (se->avg.decay_count) {
4091                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4092                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4093                                                 &cfs_rq->removed_load);
4094         }
4095 }
4096 #endif /* CONFIG_SMP */
4097
4098 static unsigned long
4099 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4100 {
4101         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4102
4103         /*
4104          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4105          * to virtual-time in his units.
4106          *
4107          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4108          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4109          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4110          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4111          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4112          *
4113          * This is especially important for buddies when the leftmost
4114          * task is higher priority than the buddy.
4115          */
4116         return calc_delta_fair(gran, se);
4117 }
4118
4119 /*
4120  * Should 'se' preempt 'curr'.
4121  *
4122  *             |s1
4123  *        |s2
4124  *   |s3
4125  *         g
4126  *      |<--->|c
4127  *
4128  *  w(c, s1) = -1
4129  *  w(c, s2) =  0
4130  *  w(c, s3) =  1
4131  *
4132  */
4133 static int
4134 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4135 {
4136         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4137
4138         if (vdiff <= 0)
4139                 return -1;
4140
4141         gran = wakeup_gran(curr, se);
4142         if (vdiff > gran)
4143                 return 1;
4144
4145         return 0;
4146 }
4147
4148 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4149 {
4150         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4151                 return;
4152
4153         for_each_sched_entity(se)
4154                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4155 }
4156
4157 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4158 {
4159         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4160                 return;
4161
4162         for_each_sched_entity(se)
4163                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4164 }
4165
4166 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4167 {
4168         for_each_sched_entity(se)
4169                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4170 }
4171
4172 /*
4173  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4174  */
4175 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4176 {
4177         struct task_struct *curr = rq->curr;
4178         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4179         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4180         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4181         int next_buddy_marked = 0;
4182
4183         if (unlikely(se == pse))
4184                 return;
4185
4186         /*
4187          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
4188          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4189          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4190          * next-buddy nomination below.
4191          */
4192         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4193                 return;
4194
4195         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4196                 set_next_buddy(pse);
4197                 next_buddy_marked = 1;
4198         }
4199
4200         /*
4201          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4202          * wake up path.
4203          *
4204          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4205          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4206          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4207          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4208          * below.
4209          */
4210         if (test_tsk_need_resched(curr))
4211                 return;
4212
4213         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4214         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4215             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4216                 goto preempt;
4217
4218         /*
4219          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4220          * is driven by the tick):
4221          */
4222         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4223                 return;
4224
4225         find_matching_se(&se, &pse);
4226         update_curr(cfs_rq_of(se));
4227         BUG_ON(!pse);
4228         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4229                 /*
4230                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4231                  * triggering this preemption.
4232                  */
4233                 if (!next_buddy_marked)
4234                         set_next_buddy(pse);
4235                 goto preempt;
4236         }
4237
4238         return;
4239
4240 preempt:
4241         resched_task(curr);
4242         /*
4243          * Only set the backward buddy when the current task is still
4244          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4245          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4246          * point, either of which can * drop the rq lock.
4247          *
4248          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4249          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4250          */
4251         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4252                 return;
4253
4254         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4255                 set_last_buddy(se);
4256 }
4257
4258 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
4259 {
4260         struct task_struct *p;
4261         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4262         struct sched_entity *se;
4263
4264         if (!cfs_rq->nr_running)
4265                 return NULL;
4266
4267         do {
4268                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
4269                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4270                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4271         } while (cfs_rq);
4272
4273         p = task_of(se);
4274         if (hrtick_enabled(rq))
4275                 hrtick_start_fair(rq, p);
4276
4277         return p;
4278 }
4279
4280 /*
4281  * Account for a descheduled task:
4282  */
4283 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4284 {
4285         struct sched_entity *se = &prev->se;
4286         struct cfs_rq *cfs_rq;
4287
4288         for_each_sched_entity(se) {
4289                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4290                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
4291         }
4292 }
4293
4294 /*
4295  * sched_yield() is very simple
4296  *
4297  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
4298  */
4299 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
4300 {
4301         struct task_struct *curr = rq->curr;
4302         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4303         struct sched_entity *se = &curr->se;
4304
4305         /*
4306          * Are we the only task in the tree?
4307          */
4308         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
4309                 return;
4310
4311         clear_buddies(cfs_rq, se);
4312
4313         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
4314                 update_rq_clock(rq);
4315                 /*
4316                  * Update run-time statistics of the 'current'.
4317                  */
4318                 update_curr(cfs_rq);
4319                 /*
4320                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
4321                  * so we don't do microscopic update in schedule()
4322                  * and double the fastpath cost.
4323                  */
4324                  rq->skip_clock_update = 1;
4325         }
4326
4327         set_skip_buddy(se);
4328 }
4329
4330 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
4331 {
4332         struct sched_entity *se = &p->se;
4333
4334         /* throttled hierarchies are not runnable */
4335         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
4336                 return false;
4337
4338         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
4339         set_next_buddy(se);
4340
4341         yield_task_fair(rq);
4342
4343         return true;
4344 }
4345
4346 #ifdef CONFIG_SMP
4347 /**************************************************
4348  * Fair scheduling class load-balancing methods.
4349  *
4350  * BASICS
4351  *
4352  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
4353  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
4354  * time to each task. This is expressed in the following equation:
4355  *
4356  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
4357  *
4358  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
4359  * W_i,0 is defined as:
4360  *
4361  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
4362  *
4363  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
4364  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
4365  *
4366  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
4367  * weight:
4368  *
4369  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
4370  *
4371  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
4372  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
4373  * can also include other factors [XXX].
4374  *
4375  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
4376  * directly from (1):
4377  *
4378  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
4379  *
4380  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
4381  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
4382  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
4383  *
4384  * [XXX expand on:
4385  *     - infeasible weights;
4386  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
4387  *
4388  *
4389  * SCHED DOMAINS
4390  *
4391  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
4392  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
4393  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
4394  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
4395  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
4396  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
4397  * the groups.
4398  *
4399  * This yields:
4400  *
4401  *     log_2 n     1     n
4402  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
4403  *     i = 0      2^i   2^i
4404  *                               `- size of each group
4405  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
4406  *         |         `- freq
4407  *         `- sum over all levels
4408  *
4409  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
4410  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
4411  *
4412  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
4413  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
4414  *
4415  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
4416  *
4417  *             log_2 n     
4418  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
4419  *             k = 0
4420  *
4421  * And you'll find that:
4422  *
4423  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
4424  *
4425  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
4426  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
4427  * of:
4428  *
4429  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
4430  *
4431  *
4432  * WORK CONSERVING
4433  *
4434  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
4435  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
4436  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
4437  *
4438  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
4439  * time.
4440  *
4441  * [XXX more?]
4442  *
4443  *
4444  * CGROUPS
4445  *
4446  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
4447  *
4448  *                                s_k,i
4449  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
4450  *                                 S_k
4451  *
4452  * Where
4453  *
4454  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
4455  *
4456  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
4457  *
4458  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
4459  * property.
4460  *
4461  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
4462  *      rewrite all of this once again.]
4463  */ 
4464
4465 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
4466
4467 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
4468 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
4469 #define LBF_DST_PINNED  0x04
4470 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
4471
4472 struct lb_env {
4473         struct sched_domain     *sd;
4474
4475         struct rq               *src_rq;
4476         int                     src_cpu;
4477
4478         int                     dst_cpu;
4479         struct rq               *dst_rq;
4480
4481         struct cpumask          *dst_grpmask;
4482         int                     new_dst_cpu;
4483         enum cpu_idle_type      idle;
4484         long                    imbalance;
4485         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
4486         struct cpumask          *cpus;
4487
4488         unsigned int            flags;
4489
4490         unsigned int            loop;
4491         unsigned int            loop_break;
4492         unsigned int            loop_max;
4493 };
4494
4495 /*
4496  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
4497  * Both runqueues must be locked.
4498  */
4499 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4500 {
4501         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
4502         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
4503         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
4504         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
4505 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4506         if (p->numa_preferred_nid != -1) {
4507                 int src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4508                 int dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4509
4510                 /*
4511                  * If the load balancer has moved the task then limit
4512                  * migrations from taking place in the short term in
4513                  * case this is a short-lived migration.
4514                  */
4515                 if (src_nid != dst_nid && dst_nid != p->numa_preferred_nid)
4516                         p->numa_migrate_seq = 0;
4517         }
4518 #endif
4519 }
4520
4521 /*
4522  * Is this task likely cache-hot:
4523  */
4524 static int
4525 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
4526 {
4527         s64 delta;
4528
4529         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
4530                 return 0;
4531
4532         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
4533                 return 0;
4534
4535         /*
4536          * Buddy candidates are cache hot:
4537          */
4538         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
4539                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
4540                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
4541                 return 1;
4542
4543         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
4544                 return 1;
4545         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
4546                 return 0;
4547
4548         delta = now - p->se.exec_start;
4549
4550         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
4551 }
4552
4553 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4554 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
4555 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4556 {
4557         int src_nid, dst_nid;
4558
4559         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults ||
4560             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
4561                 return false;
4562         }
4563
4564         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4565         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4566
4567         if (src_nid == dst_nid ||
4568             p->numa_migrate_seq >= sysctl_numa_balancing_settle_count)
4569                 return false;
4570
4571         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
4572             task_faults(p, dst_nid) > task_faults(p, src_nid))
4573                 return true;
4574
4575         return false;
4576 }
4577
4578
4579 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4580 {
4581         int src_nid, dst_nid;
4582
4583         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
4584                 return false;
4585
4586         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
4587                 return false;
4588
4589         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4590         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4591
4592         if (src_nid == dst_nid ||
4593             p->numa_migrate_seq >= sysctl_numa_balancing_settle_count)
4594                 return false;
4595
4596         if (task_faults(p, dst_nid) < task_faults(p, src_nid))
4597                 return true;
4598
4599         return false;
4600 }
4601
4602 #else
4603 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
4604                                              struct lb_env *env)
4605 {
4606         return false;
4607 }
4608
4609 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
4610                                              struct lb_env *env)
4611 {
4612         return false;
4613 }
4614 #endif
4615
4616 /*
4617  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
4618  */
4619 static
4620 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4621 {
4622         int tsk_cache_hot = 0;
4623         /*
4624          * We do not migrate tasks that are:
4625          * 1) throttled_lb_pair, or
4626          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
4627          * 3) running (obviously), or
4628          * 4) are cache-hot on their current CPU.
4629          */
4630         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
4631                 return 0;
4632
4633         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4634                 int cpu;
4635
4636                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
4637
4638                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
4639
4640                 /*
4641                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
4642                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
4643                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
4644                  *
4645                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
4646                  * one in current iteration.
4647                  */
4648                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
4649                         return 0;
4650
4651                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
4652                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
4653                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4654                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
4655                                 env->new_dst_cpu = cpu;
4656                                 break;
4657                         }
4658                 }
4659
4660                 return 0;
4661         }
4662
4663         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
4664         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
4665
4666         if (task_running(env->src_rq, p)) {
4667                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
4668                 return 0;
4669         }
4670
4671         /*
4672          * Aggressive migration if:
4673          * 1) destination numa is preferred
4674          * 2) task is cache cold, or
4675          * 3) too many balance attempts have failed.
4676          */
4677         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq), env->sd);
4678         if (!tsk_cache_hot)
4679                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
4680
4681         if (migrate_improves_locality(p, env)) {
4682 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4683                 if (tsk_cache_hot) {
4684                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4685                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4686                 }
4687 #endif
4688                 return 1;
4689         }
4690
4691         if (!tsk_cache_hot ||
4692                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
4693
4694                 if (tsk_cache_hot) {
4695                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4696                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4697                 }
4698
4699                 return 1;
4700         }
4701
4702         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
4703         return 0;
4704 }
4705
4706 /*
4707  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
4708  * part of active balancing operations within "domain".
4709  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4710  *
4711  * Called with both runqueues locked.
4712  */
4713 static int move_one_task(struct lb_env *env)
4714 {
4715         struct task_struct *p, *n;
4716
4717         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
4718                 if (!can_migrate_task(p, env))
4719                         continue;
4720
4721                 move_task(p, env);
4722                 /*
4723                  * Right now, this is only the second place move_task()
4724                  * is called, so we can safely collect move_task()
4725                  * stats here rather than inside move_task().
4726                  */
4727                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
4728                 return 1;
4729         }
4730         return 0;
4731 }
4732
4733 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
4734
4735 /*
4736  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
4737  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
4738  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4739  *
4740  * Called with both runqueues locked.
4741  */
4742 static int move_tasks(struct lb_env *env)
4743 {
4744         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
4745         struct task_struct *p;
4746         unsigned long load;
4747         int pulled = 0;
4748
4749         if (env->imbalance <= 0)
4750                 return 0;
4751
4752         while (!list_empty(tasks)) {
4753                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
4754
4755                 env->loop++;
4756                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
4757                 if (env->loop > env->loop_max)
4758                         break;
4759
4760                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
4761                 if (env->loop > env->loop_break) {
4762                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
4763                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
4764                         break;
4765                 }
4766
4767                 if (!can_migrate_task(p, env))
4768                         goto next;
4769
4770                 load = task_h_load(p);
4771
4772                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
4773                         goto next;
4774
4775                 if ((load / 2) > env->imbalance)
4776                         goto next;
4777
4778                 move_task(p, env);
4779                 pulled++;
4780                 env->imbalance -= load;
4781
4782 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4783                 /*
4784                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
4785                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
4786                  * the critical section.
4787                  */
4788                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
4789                         break;
4790 #endif
4791
4792                 /*
4793                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
4794                  * weighted load.
4795                  */
4796                 if (env->imbalance <= 0)
4797                         break;
4798
4799                 continue;
4800 next:
4801                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
4802         }
4803
4804         /*
4805          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
4806          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
4807          * inside move_task().
4808          */
4809         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
4810
4811         return pulled;
4812 }
4813
4814 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4815 /*
4816  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
4817  */
4818 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
4819 {
4820         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4821         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4822
4823         /* throttled entities do not contribute to load */
4824         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
4825                 return;
4826
4827         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
4828
4829         if (se) {
4830                 update_entity_load_avg(se, 1);
4831                 /*
4832                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
4833                  * list removal.  This generally implies that all our children
4834                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
4835                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
4836                  * at enqueue.
4837                  *
4838                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
4839                  */
4840                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
4841                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4842         } else {
4843                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4844                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
4845         }
4846 }
4847
4848 static void update_blocked_averages(int cpu)
4849 {
4850         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4851         struct cfs_rq *cfs_rq;
4852         unsigned long flags;
4853
4854         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4855         update_rq_clock(rq);
4856         /*
4857          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
4858          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
4859          */
4860         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4861                 /*
4862                  * Note: We may want to consider periodically releasing
4863                  * rq->lock about these updates so that creating many task
4864                  * groups does not result in continually extending hold time.
4865                  */
4866                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
4867         }
4868
4869         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4870 }
4871
4872 /*
4873  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
4874  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
4875  * group is a fraction of its parents load.
4876  */
4877 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
4878 {
4879         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4880         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4881         unsigned long now = jiffies;
4882         unsigned long load;
4883
4884         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
4885                 return;
4886
4887         cfs_rq->h_load_next = NULL;
4888         for_each_sched_entity(se) {
4889                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4890                 cfs_rq->h_load_next = se;
4891                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
4892                         break;
4893         }
4894
4895         if (!se) {
4896                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
4897                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
4898         }
4899
4900         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
4901                 load = cfs_rq->h_load;
4902                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
4903                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
4904                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4905                 cfs_rq->h_load = load;
4906                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
4907         }
4908 }
4909
4910 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
4911 {
4912         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
4913
4914         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
4915         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
4916                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
4917 }
4918 #else
4919 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
4920 {
4921 }
4922
4923 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
4924 {
4925         return p->se.avg.load_avg_contrib;
4926 }
4927 #endif
4928
4929 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
4930 /*
4931  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
4932  */
4933 struct sg_lb_stats {
4934         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
4935         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
4936         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
4937         unsigned long load_per_task;
4938         unsigned long group_power;
4939         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
4940         unsigned int group_capacity;
4941         unsigned int idle_cpus;
4942         unsigned int group_weight;
4943         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
4944         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
4945 };
4946
4947 /*
4948  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
4949  *               during load balancing.
4950  */
4951 struct sd_lb_stats {
4952         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
4953         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
4954         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
4955         unsigned long total_pwr;        /* Total power of all groups in sd */
4956         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
4957
4958         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
4959         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
4960 };
4961
4962 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
4963 {
4964         /*
4965          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
4966          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
4967          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
4968          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
4969          */
4970         *sds = (struct sd_lb_stats){
4971                 .busiest = NULL,
4972                 .local = NULL,
4973                 .total_load = 0UL,
4974                 .total_pwr = 0UL,
4975                 .busiest_stat = {
4976                         .avg_load = 0UL,
4977                 },
4978         };
4979 }
4980
4981 /**
4982  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
4983  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
4984  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
4985  *
4986  * Return: The load index.
4987  */
4988 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
4989                                         enum cpu_idle_type idle)
4990 {
4991         int load_idx;
4992
4993         switch (idle) {
4994         case CPU_NOT_IDLE:
4995                 load_idx = sd->busy_idx;
4996                 break;
4997
4998         case CPU_NEWLY_IDLE:
4999                 load_idx = sd->newidle_idx;
5000                 break;
5001         default:
5002                 load_idx = sd->idle_idx;
5003                 break;
5004         }
5005
5006         return load_idx;
5007 }
5008
5009 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5010 {
5011         return SCHED_POWER_SCALE;
5012 }
5013
5014 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5015 {
5016         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
5017 }
5018
5019 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5020 {
5021         unsigned long weight = sd->span_weight;
5022         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
5023
5024         smt_gain /= weight;
5025
5026         return smt_gain;
5027 }
5028
5029 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5030 {
5031         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
5032 }
5033
5034 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
5035 {
5036         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5037         u64 total, available, age_stamp, avg;
5038
5039         /*
5040          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5041          * we read them once before doing sanity checks on them.
5042          */
5043         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5044         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5045
5046         total = sched_avg_period() + (rq_clock(rq) - age_stamp);
5047
5048         if (unlikely(total < avg)) {
5049                 /* Ensures that power won't end up being negative */
5050                 available = 0;
5051         } else {
5052                 available = total - avg;
5053         }
5054
5055         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
5056                 total = SCHED_POWER_SCALE;
5057
5058         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5059
5060         return div_u64(available, total);
5061 }
5062
5063 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5064 {
5065         unsigned long weight = sd->span_weight;
5066         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
5067         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5068
5069         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
5070                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
5071                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
5072                 else
5073                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
5074
5075                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5076         }
5077
5078         sdg->sgp->power_orig = power;
5079
5080         if (sched_feat(ARCH_POWER))
5081                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
5082         else
5083                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
5084
5085         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5086
5087         power *= scale_rt_power(cpu);
5088         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5089
5090         if (!power)
5091                 power = 1;
5092
5093         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
5094         sdg->sgp->power = power;
5095 }
5096
5097 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5098 {
5099         struct sched_domain *child = sd->child;
5100         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
5101         unsigned long power, power_orig;
5102         unsigned long interval;
5103
5104         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5105         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5106         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
5107
5108         if (!child) {
5109                 update_cpu_power(sd, cpu);
5110                 return;
5111         }
5112
5113         power_orig = power = 0;
5114
5115         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
5116                 /*
5117                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
5118                  * span the current group.
5119                  */
5120
5121                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
5122                         struct sched_group *sg = cpu_rq(cpu)->sd->groups;
5123
5124                         power_orig += sg->sgp->power_orig;
5125                         power += sg->sgp->power;
5126                 }
5127         } else  {
5128                 /*
5129                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
5130                  * span the current group.
5131                  */ 
5132
5133                 group = child->groups;
5134                 do {
5135                         power_orig += group->sgp->power_orig;
5136                         power += group->sgp->power;
5137                         group = group->next;
5138                 } while (group != child->groups);
5139         }
5140
5141         sdg->sgp->power_orig = power_orig;
5142         sdg->sgp->power = power;
5143 }
5144
5145 /*
5146  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
5147  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
5148  * which on its own isn't powerful enough.
5149  *
5150  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
5151  */
5152 static inline int
5153 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
5154 {
5155         /*
5156          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
5157          */
5158         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
5159                 return 0;
5160
5161         /*
5162          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
5163          */
5164         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
5165                 return 1;
5166
5167         return 0;
5168 }
5169
5170 /*
5171  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
5172  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
5173  *
5174  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
5175  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
5176  * Something like:
5177  *
5178  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
5179  *              *     * * *
5180  *
5181  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
5182  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
5183  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
5184  *
5185  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
5186  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
5187  * moving tasks due to affinity constraints.
5188  *
5189  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
5190  * update_sd_pick_busiest(). And calculcate_imbalance() and
5191  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
5192  * to create an effective group imbalance.
5193  *
5194  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
5195  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
5196  * subtle and fragile situation.
5197  */
5198
5199 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
5200 {
5201         return group->sgp->imbalance;
5202 }
5203
5204 /*
5205  * Compute the group capacity.
5206  *
5207  * Avoid the issue where N*frac(smt_power) >= 1 creates 'phantom' cores by
5208  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
5209  * and limit power unit capacity with that.
5210  */
5211 static inline int sg_capacity(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
5212 {
5213         unsigned int capacity, smt, cpus;
5214         unsigned int power, power_orig;
5215
5216         power = group->sgp->power;
5217         power_orig = group->sgp->power_orig;
5218         cpus = group->group_weight;
5219
5220         /* smt := ceil(cpus / power), assumes: 1 < smt_power < 2 */
5221         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_POWER_SCALE * cpus, power_orig);
5222         capacity = cpus / smt; /* cores */
5223
5224         capacity = min_t(unsigned, capacity, DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE));
5225         if (!capacity)
5226                 capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5227
5228         return capacity;
5229 }
5230
5231 /**
5232  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
5233  * @env: The load balancing environment.
5234  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
5235  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
5236  * @local_group: Does group contain this_cpu.
5237  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
5238  */
5239 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
5240                         struct sched_group *group, int load_idx,
5241                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
5242 {
5243         unsigned long nr_running;
5244         unsigned long load;
5245         int i;
5246
5247         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
5248
5249         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5250                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5251
5252                 nr_running = rq->nr_running;
5253
5254                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5255                 if (local_group)
5256                         load = target_load(i, load_idx);
5257                 else
5258                         load = source_load(i, load_idx);
5259
5260                 sgs->group_load += load;
5261                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
5262                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
5263                 if (idle_cpu(i))
5264                         sgs->idle_cpus++;
5265         }
5266
5267         /* Adjust by relative CPU power of the group */
5268         sgs->group_power = group->sgp->power;
5269         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / sgs->group_power;
5270
5271         if (sgs->sum_nr_running)
5272                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
5273
5274         sgs->group_weight = group->group_weight;
5275
5276         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
5277         sgs->group_capacity = sg_capacity(env, group);
5278
5279         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
5280                 sgs->group_has_capacity = 1;
5281 }
5282
5283 /**
5284  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
5285  * @env: The load balancing environment.
5286  * @sds: sched_domain statistics
5287  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
5288  * @sgs: sched_group statistics
5289  *
5290  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
5291  * busiest group.
5292  *
5293  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
5294  * busiest group. %false otherwise.
5295  */
5296 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
5297                                    struct sd_lb_stats *sds,
5298                                    struct sched_group *sg,
5299                                    struct sg_lb_stats *sgs)
5300 {
5301         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
5302                 return false;
5303
5304         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
5305                 return true;
5306
5307         if (sgs->group_imb)
5308                 return true;
5309
5310         /*
5311          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
5312          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
5313          * higher than ourself as busy.
5314          */
5315         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
5316             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
5317                 if (!sds->busiest)
5318                         return true;
5319
5320                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
5321                         return true;
5322         }
5323
5324         return false;
5325 }
5326
5327 /**
5328  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
5329  * @env: The load balancing environment.
5330  * @balance: Should we balance.
5331  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
5332  */
5333 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env,
5334                                         struct sd_lb_stats *sds)
5335 {
5336         struct sched_domain *child = env->sd->child;
5337         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5338         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
5339         int load_idx, prefer_sibling = 0;
5340
5341         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
5342                 prefer_sibling = 1;
5343
5344         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
5345
5346         do {
5347                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
5348                 int local_group;
5349
5350                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
5351                 if (local_group) {
5352                         sds->local = sg;
5353                         sgs = &sds->local_stat;
5354
5355                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
5356                             time_after_eq(jiffies, sg->sgp->next_update))
5357                                 update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
5358                 }
5359
5360                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs);
5361
5362                 if (local_group)
5363                         goto next_group;
5364
5365                 /*
5366                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
5367                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
5368                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
5369                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
5370                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
5371                  * extra check prevents the case where you always pull from the
5372                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
5373                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
5374                  */
5375                 if (prefer_sibling && sds->local &&
5376                     sds->local_stat.group_has_capacity)
5377                         sgs->group_capacity = min(sgs->group_capacity, 1U);
5378
5379                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
5380                         sds->busiest = sg;
5381                         sds->busiest_stat = *sgs;
5382                 }
5383
5384 next_group:
5385                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
5386                 sds->total_load += sgs->group_load;
5387                 sds->total_pwr += sgs->group_power;
5388
5389                 sg = sg->next;
5390         } while (sg != env->sd->groups);
5391 }
5392
5393 /**
5394  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
5395  *                      sched doman.
5396  *
5397  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
5398  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
5399  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
5400  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
5401  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
5402  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
5403  *
5404  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
5405  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
5406  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
5407  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
5408  * number.
5409  *
5410  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
5411  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
5412  *
5413  * @env: The load balancing environment.
5414  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
5415  */
5416 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5417 {
5418         int busiest_cpu;
5419
5420         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
5421                 return 0;
5422
5423         if (!sds->busiest)
5424                 return 0;
5425
5426         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
5427         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
5428                 return 0;
5429
5430         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
5431                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_power,
5432                 SCHED_POWER_SCALE);
5433
5434         return 1;
5435 }
5436
5437 /**
5438  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
5439  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
5440  *                      load balancing.
5441  * @env: The load balancing environment.
5442  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5443  */
5444 static inline
5445 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5446 {
5447         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
5448         unsigned int imbn = 2;
5449         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
5450         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5451
5452         local = &sds->local_stat;
5453         busiest = &sds->busiest_stat;
5454
5455         if (!local->sum_nr_running)
5456                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
5457         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
5458                 imbn = 1;
5459
5460         scaled_busy_load_per_task =
5461                 (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5462                 busiest->group_power;
5463
5464         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
5465             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
5466                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5467                 return;
5468         }
5469
5470         /*
5471          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
5472          * however we may be able to increase total CPU power used by
5473          * moving them.
5474          */
5475
5476         pwr_now += busiest->group_power *
5477                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
5478         pwr_now += local->group_power *
5479                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
5480         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
5481
5482         /* Amount of load we'd subtract */
5483         tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5484                 busiest->group_power;
5485         if (busiest->avg_load > tmp) {
5486                 pwr_move += busiest->group_power *
5487                             min(busiest->load_per_task,
5488                                 busiest->avg_load - tmp);
5489         }
5490
5491         /* Amount of load we'd add */
5492         if (busiest->avg_load * busiest->group_power <
5493             busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) {
5494                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_power) /
5495                       local->group_power;
5496         } else {
5497                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5498                       local->group_power;
5499         }
5500         pwr_move += local->group_power *
5501                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
5502         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
5503
5504         /* Move if we gain throughput */
5505         if (pwr_move > pwr_now)
5506                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5507 }
5508
5509 /**
5510  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
5511  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
5512  * @env: load balance environment
5513  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5514  */
5515 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5516 {
5517         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
5518         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5519
5520         local = &sds->local_stat;
5521         busiest = &sds->busiest_stat;
5522
5523         if (busiest->group_imb) {
5524                 /*
5525                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
5526                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
5527                  */
5528                 busiest->load_per_task =
5529                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
5530         }
5531
5532         /*
5533          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
5534          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
5535          * its cpu_power, while calculating max_load..)
5536          */
5537         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
5538             local->avg_load >= sds->avg_load) {
5539                 env->imbalance = 0;
5540                 return fix_small_imbalance(env, sds);
5541         }
5542
5543         if (!busiest->group_imb) {
5544                 /*
5545                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
5546                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
5547                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
5548                  */
5549                 load_above_capacity =
5550                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity);
5551
5552                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
5553                 load_above_capacity /= busiest->group_power;
5554         }
5555
5556         /*
5557          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
5558          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
5559          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
5560          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
5561          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
5562          * for the minimum possible imbalance.
5563          */
5564         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
5565
5566         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
5567         env->imbalance = min(
5568                 max_pull * busiest->group_power,
5569                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_power
5570         ) / SCHED_POWER_SCALE;
5571
5572         /*
5573          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
5574          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
5575          * a think about bumping its value to force at least one task to be
5576          * moved
5577          */
5578         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
5579                 return fix_small_imbalance(env, sds);
5580 }
5581
5582 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
5583
5584 /**
5585  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
5586  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
5587  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
5588  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
5589  * such a group exists.
5590  *
5591  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
5592  * to restore balance.
5593  *
5594  * @env: The load balancing environment.
5595  *
5596  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
5597  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
5598  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
5599  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
5600  */
5601 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
5602 {
5603         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5604         struct sd_lb_stats sds;
5605
5606         init_sd_lb_stats(&sds);
5607
5608         /*
5609          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
5610          * this level.
5611          */
5612         update_sd_lb_stats(env, &sds);
5613         local = &sds.local_stat;
5614         busiest = &sds.busiest_stat;
5615
5616         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
5617             check_asym_packing(env, &sds))
5618                 return sds.busiest;
5619
5620         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
5621         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
5622                 goto out_balanced;
5623
5624         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
5625
5626         /*
5627          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
5628          * work because they assume all things are equal, which typically
5629          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
5630          */
5631         if (busiest->group_imb)
5632                 goto force_balance;
5633
5634         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
5635         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_capacity &&
5636             !busiest->group_has_capacity)
5637                 goto force_balance;
5638
5639         /*
5640          * If the local group is more busy than the selected busiest group
5641          * don't try and pull any tasks.
5642          */
5643         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
5644                 goto out_balanced;
5645
5646         /*
5647          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
5648          * average load.
5649          */
5650         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
5651                 goto out_balanced;
5652
5653         if (env->idle == CPU_IDLE) {
5654                 /*
5655                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
5656                  * have more tasks than the number of available cpu's and
5657                  * there is no imbalance between this and busiest group
5658                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
5659                  */
5660                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
5661                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
5662                         goto out_balanced;
5663         } else {
5664                 /*
5665                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
5666                  * imbalance_pct to be conservative.
5667                  */
5668                 if (100 * busiest->avg_load <=
5669                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
5670                         goto out_balanced;
5671         }
5672
5673 force_balance:
5674         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
5675         calculate_imbalance(env, &sds);
5676         return sds.busiest;
5677
5678 out_balanced:
5679         env->imbalance = 0;
5680         return NULL;
5681 }
5682
5683 /*
5684  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
5685  */
5686 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
5687                                      struct sched_group *group)
5688 {
5689         struct rq *busiest = NULL, *rq;
5690         unsigned long busiest_load = 0, busiest_power = 1;
5691         int i;
5692
5693         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5694                 unsigned long power = power_of(i);
5695                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
5696                                                            SCHED_POWER_SCALE);
5697                 unsigned long wl;
5698
5699                 if (!capacity)
5700                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5701
5702                 rq = cpu_rq(i);
5703                 wl = weighted_cpuload(i);
5704
5705                 /*
5706                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
5707                  * which is not scaled with the cpu power.
5708                  */
5709                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
5710                         continue;
5711
5712                 /*
5713                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
5714                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
5715                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
5716                  * running at a lower capacity.
5717                  *
5718                  * Thus we're looking for max(wl_i / power_i), crosswise
5719                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
5720                  * to: wl_i * power_j > wl_j * power_i;  where j is our
5721                  * previous maximum.
5722                  */
5723                 if (wl * busiest_power > busiest_load * power) {
5724                         busiest_load = wl;
5725                         busiest_power = power;
5726                         busiest = rq;
5727                 }
5728         }
5729
5730         return busiest;
5731 }
5732
5733 /*
5734  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
5735  * so long as it is large enough.
5736  */
5737 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
5738
5739 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
5740 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5741
5742 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
5743 {
5744         struct sched_domain *sd = env->sd;
5745
5746         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
5747
5748                 /*
5749                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
5750                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
5751                  * lowest numbered CPUs.
5752                  */
5753                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
5754                         return 1;
5755         }
5756
5757         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
5758 }
5759
5760 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
5761
5762 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
5763 {
5764         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5765         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
5766         int cpu, balance_cpu = -1;
5767
5768         /*
5769          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
5770          * to do the newly idle load balance.
5771          */
5772         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5773                 return 1;
5774
5775         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
5776         sg_mask = sched_group_mask(sg);
5777         /* Try to find first idle cpu */
5778         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
5779                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
5780                         continue;
5781
5782                 balance_cpu = cpu;
5783                 break;
5784         }
5785
5786         if (balance_cpu == -1)
5787                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
5788
5789         /*
5790          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
5791          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
5792          */
5793         return balance_cpu == env->dst_cpu;
5794 }
5795
5796 /*
5797  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
5798  * tasks if there is an imbalance.
5799  */
5800 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
5801                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
5802                         int *continue_balancing)
5803 {
5804         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
5805         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
5806         struct sched_group *group;
5807         struct rq *busiest;
5808         unsigned long flags;
5809         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
5810
5811         struct lb_env env = {
5812                 .sd             = sd,
5813                 .dst_cpu        = this_cpu,
5814                 .dst_rq         = this_rq,
5815                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
5816                 .idle           = idle,
5817                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
5818                 .cpus           = cpus,
5819         };
5820
5821         /*
5822          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
5823          * other cpus in our group
5824          */
5825         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5826                 env.dst_grpmask = NULL;
5827
5828         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
5829
5830         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
5831
5832 redo:
5833         if (!should_we_balance(&env)) {
5834                 *continue_balancing = 0;
5835                 goto out_balanced;
5836         }
5837
5838         group = find_busiest_group(&env);
5839         if (!group) {
5840                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
5841                 goto out_balanced;
5842         }
5843
5844         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
5845         if (!busiest) {
5846                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
5847                 goto out_balanced;
5848         }
5849
5850         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
5851
5852         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
5853
5854         ld_moved = 0;
5855         if (busiest->nr_running > 1) {
5856                 /*
5857                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
5858                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
5859                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
5860                  * correctly treated as an imbalance.
5861                  */
5862                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
5863                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
5864                 env.src_rq    = busiest;
5865                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
5866
5867 more_balance:
5868                 local_irq_save(flags);
5869                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
5870
5871                 /*
5872                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
5873                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
5874                  */
5875                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
5876                 ld_moved += cur_ld_moved;
5877                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
5878                 local_irq_restore(flags);
5879
5880                 /*
5881                  * some other cpu did the load balance for us.
5882                  */
5883                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
5884                         resched_cpu(env.dst_cpu);
5885
5886                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
5887                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
5888                         goto more_balance;
5889                 }
5890
5891                 /*
5892                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
5893                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
5894                  * where they can run. The upper limit on how many times we
5895                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
5896                  * sched_group.
5897                  *
5898                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
5899                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
5900                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
5901                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
5902                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
5903                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
5904                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
5905                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
5906                  * This however should not happen so much in practice and
5907                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
5908                  * excess load moved.
5909                  */
5910                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
5911
5912                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5913                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
5914
5915                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
5916                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
5917                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
5918                         env.loop         = 0;
5919                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
5920
5921                         /*
5922                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
5923                          * need to continue with same src_cpu.
5924                          */
5925                         goto more_balance;
5926                 }
5927
5928                 /*
5929                  * We failed to reach balance because of affinity.
5930                  */
5931                 if (sd_parent) {
5932                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgp->imbalance;
5933
5934                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
5935                                 *group_imbalance = 1;
5936                         } else if (*group_imbalance)
5937                                 *group_imbalance = 0;
5938                 }
5939
5940                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
5941                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
5942                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
5943                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
5944                                 env.loop = 0;
5945                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
5946                                 goto redo;
5947                         }
5948                         goto out_balanced;
5949                 }
5950         }
5951
5952         if (!ld_moved) {
5953                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
5954                 /*
5955                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
5956                  * We do not want newidle balance, which can be very
5957                  * frequent, pollute the failure counter causing
5958                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
5959                  */
5960                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
5961                         sd->nr_balance_failed++;
5962
5963                 if (need_active_balance(&env)) {
5964                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
5965
5966                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
5967                          * if the curr task on busiest cpu can't be
5968                          * moved to this_cpu
5969                          */
5970                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
5971                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
5972                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
5973                                                             flags);
5974                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
5975                                 goto out_one_pinned;
5976                         }
5977
5978                         /*
5979                          * ->active_balance synchronizes accesses to
5980                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
5981                          * only after active load balance is finished.
5982                          */
5983                         if (!busiest->active_balance) {
5984                                 busiest->active_balance = 1;
5985                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
5986                                 active_balance = 1;
5987                         }
5988                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
5989
5990                         if (active_balance) {
5991                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
5992                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
5993                                         &busiest->active_balance_work);
5994                         }
5995
5996                         /*
5997                          * We've kicked active balancing, reset the failure
5998                          * counter.
5999                          */
6000                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
6001                 }
6002         } else
6003                 sd->nr_balance_failed = 0;
6004
6005         if (likely(!active_balance)) {
6006                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
6007                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
6008         } else {
6009                 /*
6010                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
6011                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
6012                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
6013                  * move_tasks).
6014                  */
6015                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
6016                         sd->balance_interval *= 2;
6017         }
6018
6019         goto out;
6020
6021 out_balanced:
6022         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
6023
6024         sd->nr_balance_failed = 0;
6025
6026 out_one_pinned:
6027         /* tune up the balancing interval */
6028         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
6029                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
6030                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
6031                 sd->balance_interval *= 2;
6032
6033         ld_moved = 0;
6034 out:
6035         return ld_moved;
6036 }
6037
6038 /*
6039  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
6040  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
6041  */
6042 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
6043 {
6044         struct sched_domain *sd;
6045         int pulled_task = 0;
6046         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
6047         u64 curr_cost = 0;
6048
6049         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
6050
6051         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
6052                 return;
6053
6054         /*
6055          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
6056          */
6057         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
6058
6059         update_blocked_averages(this_cpu);
6060         rcu_read_lock();
6061         for_each_domain(this_cpu, sd) {
6062                 unsigned long interval;
6063                 int continue_balancing = 1;
6064                 u64 t0, domain_cost;
6065
6066                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6067                         continue;
6068
6069                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
6070                         break;
6071
6072                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
6073                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
6074
6075                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
6076                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
6077                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
6078                                                    &continue_balancing);
6079
6080                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
6081                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
6082                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
6083
6084                         curr_cost += domain_cost;
6085                 }
6086
6087                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6088                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
6089                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6090                 if (pulled_task) {
6091                         this_rq->idle_stamp = 0;
6092                         break;
6093                 }
6094         }
6095         rcu_read_unlock();
6096
6097         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
6098
6099         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
6100                 /*
6101                  * We are going idle. next_balance may be set based on
6102                  * a busy processor. So reset next_balance.
6103                  */
6104                 this_rq->next_balance = next_balance;
6105         }
6106
6107         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
6108                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
6109 }
6110
6111 /*
6112  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
6113  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
6114  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
6115  * avoids physical / logical imbalances.
6116  */
6117 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
6118 {
6119         struct rq *busiest_rq = data;
6120         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
6121         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
6122         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
6123         struct sched_domain *sd;
6124
6125         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
6126
6127         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
6128         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
6129                      !busiest_rq->active_balance))
6130                 goto out_unlock;
6131
6132         /* Is there any task to move? */
6133         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
6134                 goto out_unlock;
6135
6136         /*
6137          * This condition is "impossible", if it occurs
6138          * we need to fix it. Originally reported by
6139          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
6140          */
6141         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
6142
6143         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
6144         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
6145
6146         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
6147         rcu_read_lock();
6148         for_each_domain(target_cpu, sd) {
6149                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
6150                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
6151                                 break;
6152         }
6153
6154         if (likely(sd)) {
6155                 struct lb_env env = {
6156                         .sd             = sd,
6157                         .dst_cpu        = target_cpu,
6158                         .dst_rq         = target_rq,
6159                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
6160                         .src_rq         = busiest_rq,
6161                         .idle           = CPU_IDLE,
6162                 };
6163
6164                 schedstat_inc(sd, alb_count);
6165
6166                 if (move_one_task(&env))
6167                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
6168                 else
6169                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
6170         }
6171         rcu_read_unlock();
6172         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
6173 out_unlock:
6174         busiest_rq->active_balance = 0;
6175         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
6176         return 0;
6177 }
6178
6179 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6180 /*
6181  * idle load balancing details
6182  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
6183  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
6184  *   load balancing for all the idle CPUs.
6185  */
6186 static struct {
6187         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6188         atomic_t nr_cpus;
6189         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6190 } nohz ____cacheline_aligned;
6191
6192 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
6193 {
6194         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
6195
6196         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
6197                 return ilb;
6198
6199         return nr_cpu_ids;
6200 }
6201
6202 /*
6203  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
6204  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
6205  * CPU (if there is one).
6206  */
6207 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
6208 {
6209         int ilb_cpu;
6210
6211         nohz.next_balance++;
6212
6213         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
6214
6215         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
6216                 return;
6217
6218         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
6219                 return;
6220         /*
6221          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
6222          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
6223          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
6224          * will be run before returning from the IPI.
6225          */
6226         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
6227         return;
6228 }
6229
6230 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
6231 {
6232         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
6233                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6234                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
6235                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6236         }
6237 }
6238
6239 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
6240 {
6241         struct sched_domain *sd;
6242
6243         rcu_read_lock();
6244         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
6245
6246         if (!sd || !sd->nohz_idle)
6247                 goto unlock;
6248         sd->nohz_idle = 0;
6249
6250         for (; sd; sd = sd->parent)
6251                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6252 unlock:
6253         rcu_read_unlock();
6254 }
6255
6256 void set_cpu_sd_state_idle(void)
6257 {
6258         struct sched_domain *sd;
6259
6260         rcu_read_lock();
6261         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
6262
6263         if (!sd || sd->nohz_idle)
6264                 goto unlock;
6265         sd->nohz_idle = 1;
6266
6267         for (; sd; sd = sd->parent)
6268                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6269 unlock:
6270         rcu_read_unlock();
6271 }
6272
6273 /*
6274  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
6275  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
6276  */
6277 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
6278 {
6279         /*
6280          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
6281          */
6282         if (!cpu_active(cpu))
6283                 return;
6284
6285         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
6286                 return;
6287
6288         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6289         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
6290         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6291 }
6292
6293 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
6294                                         unsigned long action, void *hcpu)
6295 {
6296         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6297         case CPU_DYING:
6298                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
6299                 return NOTIFY_OK;
6300         default:
6301                 return NOTIFY_DONE;
6302         }
6303 }
6304 #endif
6305
6306 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
6307
6308 /*
6309  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
6310  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
6311  */
6312 void update_max_interval(void)
6313 {
6314         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
6315 }
6316
6317 /*
6318  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
6319  * and initiates a balancing operation if so.
6320  *
6321  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
6322  */
6323 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
6324 {
6325         int continue_balancing = 1;
6326         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6327         unsigned long interval;
6328         struct sched_domain *sd;
6329         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
6330         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
6331         int update_next_balance = 0;
6332         int need_serialize, need_decay = 0;
6333         u64 max_cost = 0;
6334
6335         update_blocked_averages(cpu);
6336
6337         rcu_read_lock();
6338         for_each_domain(cpu, sd) {
6339                 /*
6340                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
6341                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
6342                  */
6343                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
6344                         sd->max_newidle_lb_cost =
6345                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
6346                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
6347                         need_decay = 1;
6348                 }
6349                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
6350
6351                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6352                         continue;
6353
6354                 /*
6355                  * Stop the load balance at this level. There is another
6356                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
6357                  * actively.
6358                  */
6359                 if (!continue_balancing) {
6360                         if (need_decay)
6361                                 continue;
6362                         break;
6363                 }
6364
6365                 interval = sd->balance_interval;
6366                 if (idle != CPU_IDLE)
6367                         interval *= sd->busy_factor;
6368
6369                 /* scale ms to jiffies */
6370                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
6371                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6372
6373                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
6374
6375                 if (need_serialize) {
6376                         if (!spin_trylock(&balancing))
6377                                 goto out;
6378                 }
6379
6380                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
6381                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
6382                                 /*
6383                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
6384                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
6385                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
6386                                  */
6387                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6388                         }
6389                         sd->last_balance = jiffies;
6390                 }
6391                 if (need_serialize)
6392                         spin_unlock(&balancing);
6393 out:
6394                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
6395                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6396                         update_next_balance = 1;
6397                 }
6398         }
6399         if (need_decay) {
6400                 /*
6401                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
6402                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
6403                  */
6404                 rq->max_idle_balance_cost =
6405                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
6406         }
6407         rcu_read_unlock();
6408
6409         /*
6410          * next_balance will be updated only when there is a need.
6411          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
6412          * updated.
6413          */
6414         if (likely(update_next_balance))
6415                 rq->next_balance = next_balance;
6416 }
6417
6418 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6419 /*
6420  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
6421  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
6422  */
6423 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
6424 {
6425         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
6426         struct rq *rq;
6427         int balance_cpu;
6428
6429         if (idle != CPU_IDLE ||
6430             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
6431                 goto end;
6432
6433         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
6434                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
6435                         continue;
6436
6437                 /*
6438                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
6439                  * work being done for other cpus. Next load
6440                  * balancing owner will pick it up.
6441                  */
6442                 if (need_resched())
6443                         break;
6444
6445                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
6446
6447                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
6448                 update_rq_clock(rq);
6449                 update_idle_cpu_load(rq);
6450                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
6451
6452                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
6453
6454                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
6455                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
6456         }
6457         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
6458 end:
6459         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
6460 }
6461
6462 /*
6463  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
6464  * of an idle cpu is the system.
6465  *   - This rq has more than one task.
6466  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
6467  *     busy cpu's exceeding the group's power.
6468  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
6469  *     domain span are idle.
6470  */
6471 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
6472 {
6473         unsigned long now = jiffies;
6474         struct sched_domain *sd;
6475
6476         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
6477                 return 0;
6478
6479        /*
6480         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
6481         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
6482         */
6483         set_cpu_sd_state_busy();
6484         nohz_balance_exit_idle(cpu);
6485
6486         /*
6487          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
6488          * balancing.
6489          */
6490         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
6491                 return 0;
6492
6493         if (time_before(now, nohz.next_balance))
6494                 return 0;
6495
6496         if (rq->nr_running >= 2)
6497                 goto need_kick;
6498
6499         rcu_read_lock();
6500         for_each_domain(cpu, sd) {
6501                 struct sched_group *sg = sd->groups;
6502                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
6503                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
6504
6505                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
6506                         goto need_kick_unlock;
6507
6508                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
6509                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
6510                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
6511                         goto need_kick_unlock;
6512
6513                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
6514                         break;
6515         }
6516         rcu_read_unlock();
6517         return 0;
6518
6519 need_kick_unlock:
6520         rcu_read_unlock();
6521 need_kick:
6522         return 1;
6523 }
6524 #else
6525 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
6526 #endif
6527
6528 /*
6529  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
6530  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
6531  */
6532 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
6533 {
6534         int this_cpu = smp_processor_id();
6535         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
6536         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
6537                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6538
6539         rebalance_domains(this_cpu, idle);
6540
6541         /*
6542          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
6543          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
6544          * stopped.
6545          */
6546         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
6547 }
6548
6549 static inline int on_null_domain(int cpu)
6550 {
6551         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
6552 }
6553
6554 /*
6555  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
6556  */
6557 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
6558 {
6559         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
6560         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
6561             likely(!on_null_domain(cpu)))
6562                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
6563 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6564         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
6565                 nohz_balancer_kick(cpu);
6566 #endif
6567 }
6568
6569 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
6570 {
6571         update_sysctl();
6572 }
6573
6574 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
6575 {
6576         update_sysctl();
6577
6578         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
6579         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
6580 }
6581
6582 #endif /* CONFIG_SMP */
6583
6584 /*
6585  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
6586  */
6587 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
6588 {
6589         struct cfs_rq *cfs_rq;
6590         struct sched_entity *se = &curr->se;
6591
6592         for_each_sched_entity(se) {
6593                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6594                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
6595         }
6596
6597         if (numabalancing_enabled)
6598                 task_tick_numa(rq, curr);
6599
6600         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
6601 }
6602
6603 /*
6604  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
6605  *  - child not yet on the tasklist
6606  *  - preemption disabled
6607  */
6608 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
6609 {
6610         struct cfs_rq *cfs_rq;
6611         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
6612         int this_cpu = smp_processor_id();
6613         struct rq *rq = this_rq();
6614         unsigned long flags;
6615
6616         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6617
6618         update_rq_clock(rq);
6619
6620         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
6621         curr = cfs_rq->curr;
6622
6623         /*
6624          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
6625          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
6626          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
6627          * of child point to valid ones.
6628          */
6629         rcu_read_lock();
6630         __set_task_cpu(p, this_cpu);
6631         rcu_read_unlock();
6632
6633         update_curr(cfs_rq);
6634
6635         if (curr)
6636                 se->vruntime = curr->vruntime;
6637         place_entity(cfs_rq, se, 1);
6638
6639         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
6640                 /*
6641                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
6642                  * 'current' within the tree based on its new key value.
6643                  */
6644                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
6645                 resched_task(rq->curr);
6646         }
6647
6648         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6649
6650         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6651 }
6652
6653 /*
6654  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
6655  * the current task.
6656  */
6657 static void
6658 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
6659 {
6660         if (!p->se.on_rq)
6661                 return;
6662
6663         /*
6664          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
6665          * our priority decreased, or if we are not currently running on
6666          * this runqueue and our priority is higher than the current's
6667          */
6668         if (rq->curr == p) {
6669                 if (p->prio > oldprio)
6670                         resched_task(rq->curr);
6671         } else
6672                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6673 }
6674
6675 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6676 {
6677         struct sched_entity *se = &p->se;
6678         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6679
6680         /*
6681          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
6682          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
6683          * do the right thing.
6684          *
6685          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
6686          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
6687          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
6688          */
6689         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
6690                 /*
6691                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
6692                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
6693                  */
6694                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
6695                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6696         }
6697
6698 #ifdef CONFIG_SMP
6699         /*
6700         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
6701         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
6702         * switch back.
6703         */
6704         if (se->avg.decay_count) {
6705                 __synchronize_entity_decay(se);
6706                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
6707         }
6708 #endif
6709 }
6710
6711 /*
6712  * We switched to the sched_fair class.
6713  */
6714 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6715 {
6716         if (!p->se.on_rq)
6717                 return;
6718
6719         /*
6720          * We were most likely switched from sched_rt, so
6721          * kick off the schedule if running, otherwise just see
6722          * if we can still preempt the current task.
6723          */
6724         if (rq->curr == p)
6725                 resched_task(rq->curr);
6726         else
6727                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6728 }
6729
6730 /* Account for a task changing its policy or group.
6731  *
6732  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
6733  * migrates between groups/classes.
6734  */
6735 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
6736 {
6737         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
6738
6739         for_each_sched_entity(se) {
6740                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6741
6742                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6743                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
6744                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
6745         }
6746 }
6747
6748 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
6749 {
6750         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
6751         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
6752 #ifndef CONFIG_64BIT
6753         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
6754 #endif
6755 #ifdef CONFIG_SMP
6756         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
6757         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
6758 #endif
6759 }
6760
6761 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6762 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
6763 {
6764         struct cfs_rq *cfs_rq;
6765         /*
6766          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
6767          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
6768          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
6769          * bonus in place_entity()).
6770          *
6771          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
6772          * ->vruntime to a relative base.
6773          *
6774          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
6775          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
6776          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
6777          */
6778         /*
6779          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
6780          * But there are some cases where it has already been normalized:
6781          *
6782          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
6783          *   wake_up_new_task().
6784          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
6785          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
6786          *
6787          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
6788          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
6789          */
6790         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
6791                 on_rq = 1;
6792
6793         if (!on_rq)
6794                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
6795         set_task_rq(p, task_cpu(p));
6796         if (!on_rq) {
6797                 cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
6798                 p->se.vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
6799 #ifdef CONFIG_SMP
6800                 /*
6801                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
6802                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
6803                  * decay.
6804                  */
6805                 p->se.avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
6806                 cfs_rq->blocked_load_avg += p->se.avg.load_avg_contrib;
6807 #endif
6808         }
6809 }
6810
6811 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
6812 {
6813         int i;
6814
6815         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
6816
6817         for_each_possible_cpu(i) {
6818                 if (tg->cfs_rq)
6819                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
6820                 if (tg->se)
6821                         kfree(tg->se[i]);
6822         }
6823
6824         kfree(tg->cfs_rq);
6825         kfree(tg->se);
6826 }
6827
6828 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6829 {
6830         struct cfs_rq *cfs_rq;
6831         struct sched_entity *se;
6832         int i;
6833
6834         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
6835         if (!tg->cfs_rq)
6836                 goto err;
6837         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
6838         if (!tg->se)
6839                 goto err;
6840
6841         tg->shares = NICE_0_LOAD;
6842
6843         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
6844
6845         for_each_possible_cpu(i) {
6846                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
6847                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6848                 if (!cfs_rq)
6849                         goto err;
6850
6851                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
6852                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6853                 if (!se)
6854                         goto err_free_rq;
6855
6856                 init_cfs_rq(cfs_rq);
6857                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
6858         }
6859
6860         return 1;
6861
6862 err_free_rq:
6863         kfree(cfs_rq);
6864 err:
6865         return 0;
6866 }
6867
6868 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
6869 {
6870         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6871         unsigned long flags;
6872
6873         /*
6874         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
6875         * check on_list without danger of it being re-added.
6876         */
6877         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
6878                 return;
6879
6880         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6881         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
6882         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6883 }
6884
6885 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
6886                         struct sched_entity *se, int cpu,
6887                         struct sched_entity *parent)
6888 {
6889         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6890
6891         cfs_rq->tg = tg;
6892         cfs_rq->rq = rq;
6893         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
6894
6895         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
6896         tg->se[cpu] = se;
6897
6898         /* se could be NULL for root_task_group */
6899         if (!se)
6900                 return;
6901
6902         if (!parent)
6903                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
6904         else
6905                 se->cfs_rq = parent->my_q;
6906
6907         se->my_q = cfs_rq;
6908         update_load_set(&se->load, 0);
6909         se->parent = parent;
6910 }
6911
6912 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
6913
6914 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
6915 {
6916         int i;
6917         unsigned long flags;
6918
6919         /*
6920          * We can't change the weight of the root cgroup.
6921          */
6922         if (!tg->se[0])
6923                 return -EINVAL;
6924
6925         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
6926
6927         mutex_lock(&shares_mutex);
6928         if (tg->shares == shares)
6929                 goto done;
6930
6931         tg->shares = shares;
6932         for_each_possible_cpu(i) {
6933                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6934                 struct sched_entity *se;
6935
6936                 se = tg->se[i];
6937                 /* Propagate contribution to hierarchy */
6938                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6939
6940                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
6941                 update_rq_clock(rq);
6942                 for_each_sched_entity(se)
6943                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
6944                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6945         }
6946
6947 done:
6948         mutex_unlock(&shares_mutex);
6949         return 0;
6950 }
6951 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6952
6953 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
6954
6955 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6956 {
6957         return 1;
6958 }
6959
6960 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
6961
6962 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6963
6964
6965 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
6966 {
6967         struct sched_entity *se = &task->se;
6968         unsigned int rr_interval = 0;
6969
6970         /*
6971          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
6972          * idle runqueue:
6973          */
6974         if (rq->cfs.load.weight)
6975                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
6976
6977         return rr_interval;
6978 }
6979
6980 /*
6981  * All the scheduling class methods:
6982  */
6983 const struct sched_class fair_sched_class = {
6984         .next                   = &idle_sched_class,
6985         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
6986         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
6987         .yield_task             = yield_task_fair,
6988         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
6989
6990         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
6991
6992         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
6993         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
6994
6995 #ifdef CONFIG_SMP
6996         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
6997         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
6998
6999         .rq_online              = rq_online_fair,
7000         .rq_offline             = rq_offline_fair,
7001
7002         .task_waking            = task_waking_fair,
7003 #endif
7004
7005         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
7006         .task_tick              = task_tick_fair,
7007         .task_fork              = task_fork_fair,
7008
7009         .prio_changed           = prio_changed_fair,
7010         .switched_from          = switched_from_fair,
7011         .switched_to            = switched_to_fair,
7012
7013         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
7014
7015 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7016         .task_move_group        = task_move_group_fair,
7017 #endif
7018 };
7019
7020 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7021 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
7022 {
7023         struct cfs_rq *cfs_rq;
7024
7025         rcu_read_lock();
7026         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
7027                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
7028         rcu_read_unlock();
7029 }
7030 #endif
7031
7032 __init void init_sched_fair_class(void)
7033 {
7034 #ifdef CONFIG_SMP
7035         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
7036
7037 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7038         nohz.next_balance = jiffies;
7039         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
7040         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
7041 #endif
7042 #endif /* SMP */
7043
7044 }