sched/numa: Take false sharing into account when adapting scan rate
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/profile.h>
28 #include <linux/interrupt.h>
29 #include <linux/mempolicy.h>
30 #include <linux/migrate.h>
31 #include <linux/task_work.h>
32
33 #include <trace/events/sched.h>
34
35 #include "sched.h"
36
37 /*
38  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
39  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
40  *
41  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
42  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
43  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
44  * based scheduling concepts.
45  *
46  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
47  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
48  */
49 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
50 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51
52 /*
53  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
54  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
55  *
56  * Options are:
57  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
58  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
60  */
61 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
62         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
63
64 /*
65  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
66  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
69 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70
71 /*
72  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
73  */
74 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
75
76 /*
77  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
78  * parent will (try to) run first.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
81
82 /*
83  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
84  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
85  *
86  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
87  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
88  * have immediate wakeup/sleep latencies.
89  */
90 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
91 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92
93 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
94
95 /*
96  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
97  * distribution.
98  * (default: 10msec)
99  */
100 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
101
102 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
103 /*
104  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
105  * each time a cfs_rq requests quota.
106  *
107  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
108  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
109  * we will always only issue the remaining available time.
110  *
111  * default: 5 msec, units: microseconds
112   */
113 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
114 #endif
115
116 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
117 {
118         lw->weight += inc;
119         lw->inv_weight = 0;
120 }
121
122 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
123 {
124         lw->weight -= dec;
125         lw->inv_weight = 0;
126 }
127
128 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
129 {
130         lw->weight = w;
131         lw->inv_weight = 0;
132 }
133
134 /*
135  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
136  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
137  * to users decreases. But the relationship is not linear,
138  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
139  * number of CPUs.
140  *
141  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
142  */
143 static int get_update_sysctl_factor(void)
144 {
145         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
146         unsigned int factor;
147
148         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
149         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
150                 factor = 1;
151                 break;
152         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
153                 factor = cpus;
154                 break;
155         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
156         default:
157                 factor = 1 + ilog2(cpus);
158                 break;
159         }
160
161         return factor;
162 }
163
164 static void update_sysctl(void)
165 {
166         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
167
168 #define SET_SYSCTL(name) \
169         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
170         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
171         SET_SYSCTL(sched_latency);
172         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
173 #undef SET_SYSCTL
174 }
175
176 void sched_init_granularity(void)
177 {
178         update_sysctl();
179 }
180
181 #if BITS_PER_LONG == 32
182 # define WMULT_CONST    (~0UL)
183 #else
184 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
185 #endif
186
187 #define WMULT_SHIFT     32
188
189 /*
190  * Shift right and round:
191  */
192 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
193
194 /*
195  * delta *= weight / lw
196  */
197 static unsigned long
198 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
199                 struct load_weight *lw)
200 {
201         u64 tmp;
202
203         /*
204          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
205          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
206          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
207          */
208         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
209                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
210         else
211                 tmp = (u64)delta_exec;
212
213         if (!lw->inv_weight) {
214                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
215
216                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
217                         lw->inv_weight = 1;
218                 else if (unlikely(!w))
219                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
220                 else
221                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
222         }
223
224         /*
225          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
226          */
227         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
228                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
229                         WMULT_SHIFT/2);
230         else
231                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
232
233         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
234 }
235
236
237 const struct sched_class fair_sched_class;
238
239 /**************************************************************
240  * CFS operations on generic schedulable entities:
241  */
242
243 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
244
245 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
246 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
247 {
248         return cfs_rq->rq;
249 }
250
251 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
252 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
253
254 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
255 {
256 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
257         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
258 #endif
259         return container_of(se, struct task_struct, se);
260 }
261
262 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
263 #define for_each_sched_entity(se) \
264                 for (; se; se = se->parent)
265
266 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
267 {
268         return p->se.cfs_rq;
269 }
270
271 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
272 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
273 {
274         return se->cfs_rq;
275 }
276
277 /* runqueue "owned" by this group */
278 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
279 {
280         return grp->my_q;
281 }
282
283 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
284                                        int force_update);
285
286 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
287 {
288         if (!cfs_rq->on_list) {
289                 /*
290                  * Ensure we either appear before our parent (if already
291                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
292                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
293                  * reduces this to two cases.
294                  */
295                 if (cfs_rq->tg->parent &&
296                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
297                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
298                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
299                 } else {
300                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
301                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
302                 }
303
304                 cfs_rq->on_list = 1;
305                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
306                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
307         }
308 }
309
310 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
311 {
312         if (cfs_rq->on_list) {
313                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
314                 cfs_rq->on_list = 0;
315         }
316 }
317
318 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
319 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
320         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
321
322 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
323 static inline int
324 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
325 {
326         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
327                 return 1;
328
329         return 0;
330 }
331
332 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
333 {
334         return se->parent;
335 }
336
337 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
338 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
339 {
340         int depth = 0;
341
342         for_each_sched_entity(se)
343                 depth++;
344
345         return depth;
346 }
347
348 static void
349 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
350 {
351         int se_depth, pse_depth;
352
353         /*
354          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
355          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
356          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
357          * parent.
358          */
359
360         /* First walk up until both entities are at same depth */
361         se_depth = depth_se(*se);
362         pse_depth = depth_se(*pse);
363
364         while (se_depth > pse_depth) {
365                 se_depth--;
366                 *se = parent_entity(*se);
367         }
368
369         while (pse_depth > se_depth) {
370                 pse_depth--;
371                 *pse = parent_entity(*pse);
372         }
373
374         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
375                 *se = parent_entity(*se);
376                 *pse = parent_entity(*pse);
377         }
378 }
379
380 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
381
382 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
383 {
384         return container_of(se, struct task_struct, se);
385 }
386
387 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
388 {
389         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
390 }
391
392 #define entity_is_task(se)      1
393
394 #define for_each_sched_entity(se) \
395                 for (; se; se = NULL)
396
397 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
398 {
399         return &task_rq(p)->cfs;
400 }
401
402 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
403 {
404         struct task_struct *p = task_of(se);
405         struct rq *rq = task_rq(p);
406
407         return &rq->cfs;
408 }
409
410 /* runqueue "owned" by this group */
411 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
412 {
413         return NULL;
414 }
415
416 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
417 {
418 }
419
420 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
421 {
422 }
423
424 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
425                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
426
427 static inline int
428 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
429 {
430         return 1;
431 }
432
433 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
434 {
435         return NULL;
436 }
437
438 static inline void
439 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
440 {
441 }
442
443 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
444
445 static __always_inline
446 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec);
447
448 /**************************************************************
449  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
450  */
451
452 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
453 {
454         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
455         if (delta > 0)
456                 max_vruntime = vruntime;
457
458         return max_vruntime;
459 }
460
461 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
462 {
463         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
464         if (delta < 0)
465                 min_vruntime = vruntime;
466
467         return min_vruntime;
468 }
469
470 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
471                                 struct sched_entity *b)
472 {
473         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
474 }
475
476 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
477 {
478         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
479
480         if (cfs_rq->curr)
481                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
482
483         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
484                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
485                                                    struct sched_entity,
486                                                    run_node);
487
488                 if (!cfs_rq->curr)
489                         vruntime = se->vruntime;
490                 else
491                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
492         }
493
494         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
495         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
496 #ifndef CONFIG_64BIT
497         smp_wmb();
498         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
499 #endif
500 }
501
502 /*
503  * Enqueue an entity into the rb-tree:
504  */
505 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
506 {
507         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
508         struct rb_node *parent = NULL;
509         struct sched_entity *entry;
510         int leftmost = 1;
511
512         /*
513          * Find the right place in the rbtree:
514          */
515         while (*link) {
516                 parent = *link;
517                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
518                 /*
519                  * We dont care about collisions. Nodes with
520                  * the same key stay together.
521                  */
522                 if (entity_before(se, entry)) {
523                         link = &parent->rb_left;
524                 } else {
525                         link = &parent->rb_right;
526                         leftmost = 0;
527                 }
528         }
529
530         /*
531          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
532          * used):
533          */
534         if (leftmost)
535                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
536
537         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
538         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
539 }
540
541 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
542 {
543         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
544                 struct rb_node *next_node;
545
546                 next_node = rb_next(&se->run_node);
547                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
548         }
549
550         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
551 }
552
553 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
554 {
555         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
556
557         if (!left)
558                 return NULL;
559
560         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
561 }
562
563 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
564 {
565         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
566
567         if (!next)
568                 return NULL;
569
570         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
571 }
572
573 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
574 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
575 {
576         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
577
578         if (!last)
579                 return NULL;
580
581         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
582 }
583
584 /**************************************************************
585  * Scheduling class statistics methods:
586  */
587
588 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
589                 void __user *buffer, size_t *lenp,
590                 loff_t *ppos)
591 {
592         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
593         int factor = get_update_sysctl_factor();
594
595         if (ret || !write)
596                 return ret;
597
598         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
599                                         sysctl_sched_min_granularity);
600
601 #define WRT_SYSCTL(name) \
602         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
603         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
604         WRT_SYSCTL(sched_latency);
605         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
606 #undef WRT_SYSCTL
607
608         return 0;
609 }
610 #endif
611
612 /*
613  * delta /= w
614  */
615 static inline unsigned long
616 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
617 {
618         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
619                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
620
621         return delta;
622 }
623
624 /*
625  * The idea is to set a period in which each task runs once.
626  *
627  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
628  * this period because otherwise the slices get too small.
629  *
630  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
631  */
632 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
633 {
634         u64 period = sysctl_sched_latency;
635         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
636
637         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
638                 period = sysctl_sched_min_granularity;
639                 period *= nr_running;
640         }
641
642         return period;
643 }
644
645 /*
646  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
647  * proportional to the weight.
648  *
649  * s = p*P[w/rw]
650  */
651 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
652 {
653         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
654
655         for_each_sched_entity(se) {
656                 struct load_weight *load;
657                 struct load_weight lw;
658
659                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
660                 load = &cfs_rq->load;
661
662                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
663                         lw = cfs_rq->load;
664
665                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
666                         load = &lw;
667                 }
668                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
669         }
670         return slice;
671 }
672
673 /*
674  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
675  *
676  * vs = s/w
677  */
678 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
679 {
680         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
681 }
682
683 #ifdef CONFIG_SMP
684 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
685
686 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
687
688 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
689 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
690 {
691         u32 slice;
692
693         p->se.avg.decay_count = 0;
694         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
695         p->se.avg.runnable_avg_sum = slice;
696         p->se.avg.runnable_avg_period = slice;
697         __update_task_entity_contrib(&p->se);
698 }
699 #else
700 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
701 {
702 }
703 #endif
704
705 /*
706  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
707  * are not in our scheduling class.
708  */
709 static inline void
710 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
711               unsigned long delta_exec)
712 {
713         unsigned long delta_exec_weighted;
714
715         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
716                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
717
718         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
719         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
720         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
721
722         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
723         update_min_vruntime(cfs_rq);
724 }
725
726 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
727 {
728         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
729         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
730         unsigned long delta_exec;
731
732         if (unlikely(!curr))
733                 return;
734
735         /*
736          * Get the amount of time the current task was running
737          * since the last time we changed load (this cannot
738          * overflow on 32 bits):
739          */
740         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
741         if (!delta_exec)
742                 return;
743
744         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
745         curr->exec_start = now;
746
747         if (entity_is_task(curr)) {
748                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
749
750                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
751                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
752                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
753         }
754
755         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
756 }
757
758 static inline void
759 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
760 {
761         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
762 }
763
764 /*
765  * Task is being enqueued - update stats:
766  */
767 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
768 {
769         /*
770          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
771          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
772          */
773         if (se != cfs_rq->curr)
774                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
775 }
776
777 static void
778 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
779 {
780         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
781                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
782         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
783         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
784                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
785 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
786         if (entity_is_task(se)) {
787                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
788                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
789         }
790 #endif
791         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
792 }
793
794 static inline void
795 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
796 {
797         /*
798          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
799          * waiting task:
800          */
801         if (se != cfs_rq->curr)
802                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
803 }
804
805 /*
806  * We are picking a new current task - update its stats:
807  */
808 static inline void
809 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
810 {
811         /*
812          * We are starting a new run period:
813          */
814         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
815 }
816
817 /**************************************************
818  * Scheduling class queueing methods:
819  */
820
821 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
822 /*
823  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
824  * calculated based on the tasks virtual memory size and
825  * numa_balancing_scan_size.
826  */
827 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
828 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
829 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_reset = 60000;
830
831 /* Portion of address space to scan in MB */
832 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
833
834 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
835 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
836
837 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
838 {
839         unsigned long rss = 0;
840         unsigned long nr_scan_pages;
841
842         /*
843          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
844          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
845          * on resident pages
846          */
847         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
848         rss = get_mm_rss(p->mm);
849         if (!rss)
850                 rss = nr_scan_pages;
851
852         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
853         return rss / nr_scan_pages;
854 }
855
856 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
857 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
858
859 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
860 {
861         unsigned int scan, floor;
862         unsigned int windows = 1;
863
864         if (sysctl_numa_balancing_scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
865                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / sysctl_numa_balancing_scan_size;
866         floor = 1000 / windows;
867
868         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
869         return max_t(unsigned int, floor, scan);
870 }
871
872 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
873 {
874         unsigned int smin = task_scan_min(p);
875         unsigned int smax;
876
877         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
878         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
879         return max(smin, smax);
880 }
881
882 /*
883  * Once a preferred node is selected the scheduler balancer will prefer moving
884  * a task to that node for sysctl_numa_balancing_settle_count number of PTE
885  * scans. This will give the process the chance to accumulate more faults on
886  * the preferred node but still allow the scheduler to move the task again if
887  * the nodes CPUs are overloaded.
888  */
889 unsigned int sysctl_numa_balancing_settle_count __read_mostly = 4;
890
891 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
892 {
893         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
894         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
895 }
896
897 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
898 {
899         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
900         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
901 }
902
903 struct numa_group {
904         atomic_t refcount;
905
906         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
907         int nr_tasks;
908         pid_t gid;
909         struct list_head task_list;
910
911         struct rcu_head rcu;
912         atomic_long_t total_faults;
913         atomic_long_t faults[0];
914 };
915
916 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
917 {
918         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
919 }
920
921 static inline int task_faults_idx(int nid, int priv)
922 {
923         return 2 * nid + priv;
924 }
925
926 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
927 {
928         if (!p->numa_faults)
929                 return 0;
930
931         return p->numa_faults[task_faults_idx(nid, 0)] +
932                 p->numa_faults[task_faults_idx(nid, 1)];
933 }
934
935 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
936 {
937         if (!p->numa_group)
938                 return 0;
939
940         return atomic_long_read(&p->numa_group->faults[2*nid]) +
941                atomic_long_read(&p->numa_group->faults[2*nid+1]);
942 }
943
944 /*
945  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
946  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
947  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
948  * evenly spread out between numa nodes.
949  */
950 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid)
951 {
952         unsigned long total_faults;
953
954         if (!p->numa_faults)
955                 return 0;
956
957         total_faults = p->total_numa_faults;
958
959         if (!total_faults)
960                 return 0;
961
962         return 1000 * task_faults(p, nid) / total_faults;
963 }
964
965 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid)
966 {
967         unsigned long total_faults;
968
969         if (!p->numa_group)
970                 return 0;
971
972         total_faults = atomic_long_read(&p->numa_group->total_faults);
973
974         if (!total_faults)
975                 return 0;
976
977         return 1000 * group_faults(p, nid) / total_faults;
978 }
979
980 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
981 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
982 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
983 static unsigned long power_of(int cpu);
984 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
985
986 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
987 struct numa_stats {
988         unsigned long nr_running;
989         unsigned long load;
990
991         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
992         unsigned long power;
993
994         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
995         unsigned long capacity;
996         int has_capacity;
997 };
998
999 /*
1000  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1001  */
1002 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1003 {
1004         int cpu;
1005
1006         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1007         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1008                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1009
1010                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1011                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1012                 ns->power += power_of(cpu);
1013         }
1014
1015         ns->load = (ns->load * SCHED_POWER_SCALE) / ns->power;
1016         ns->capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(ns->power, SCHED_POWER_SCALE);
1017         ns->has_capacity = (ns->nr_running < ns->capacity);
1018 }
1019
1020 struct task_numa_env {
1021         struct task_struct *p;
1022
1023         int src_cpu, src_nid;
1024         int dst_cpu, dst_nid;
1025
1026         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1027
1028         int imbalance_pct, idx;
1029
1030         struct task_struct *best_task;
1031         long best_imp;
1032         int best_cpu;
1033 };
1034
1035 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1036                              struct task_struct *p, long imp)
1037 {
1038         if (env->best_task)
1039                 put_task_struct(env->best_task);
1040         if (p)
1041                 get_task_struct(p);
1042
1043         env->best_task = p;
1044         env->best_imp = imp;
1045         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1046 }
1047
1048 /*
1049  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1050  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1051  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1052  * be exchanged with the source task
1053  */
1054 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1055                               long taskimp, long groupimp)
1056 {
1057         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1058         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1059         struct task_struct *cur;
1060         long dst_load, src_load;
1061         long load;
1062         long imp = (groupimp > 0) ? groupimp : taskimp;
1063
1064         rcu_read_lock();
1065         cur = ACCESS_ONCE(dst_rq->curr);
1066         if (cur->pid == 0) /* idle */
1067                 cur = NULL;
1068
1069         /*
1070          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1071          * source and destination node. Calculate the total differential for
1072          * the source task and potential destination task. The more negative
1073          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1074          * be incurred if the tasks were swapped.
1075          */
1076         if (cur) {
1077                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1078                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1079                         goto unlock;
1080
1081                 /*
1082                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1083                  * in any group then look only at task weights.
1084                  */
1085                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1086                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid) -
1087                               task_weight(cur, env->dst_nid);
1088                         /*
1089                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1090                          * tasks within a group over tiny differences.
1091                          */
1092                         if (cur->numa_group)
1093                                 imp -= imp/16;
1094                 } else {
1095                         /*
1096                          * Compare the group weights. If a task is all by
1097                          * itself (not part of a group), use the task weight
1098                          * instead.
1099                          */
1100                         if (env->p->numa_group)
1101                                 imp = groupimp;
1102                         else
1103                                 imp = taskimp;
1104
1105                         if (cur->numa_group)
1106                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid) -
1107                                        group_weight(cur, env->dst_nid);
1108                         else
1109                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid) -
1110                                        task_weight(cur, env->dst_nid);
1111                 }
1112         }
1113
1114         if (imp < env->best_imp)
1115                 goto unlock;
1116
1117         if (!cur) {
1118                 /* Is there capacity at our destination? */
1119                 if (env->src_stats.has_capacity &&
1120                     !env->dst_stats.has_capacity)
1121                         goto unlock;
1122
1123                 goto balance;
1124         }
1125
1126         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1127         if (src_rq->nr_running == 1 && dst_rq->nr_running == 1)
1128                 goto assign;
1129
1130         /*
1131          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1132          */
1133 balance:
1134         dst_load = env->dst_stats.load;
1135         src_load = env->src_stats.load;
1136
1137         /* XXX missing power terms */
1138         load = task_h_load(env->p);
1139         dst_load += load;
1140         src_load -= load;
1141
1142         if (cur) {
1143                 load = task_h_load(cur);
1144                 dst_load -= load;
1145                 src_load += load;
1146         }
1147
1148         /* make src_load the smaller */
1149         if (dst_load < src_load)
1150                 swap(dst_load, src_load);
1151
1152         if (src_load * env->imbalance_pct < dst_load * 100)
1153                 goto unlock;
1154
1155 assign:
1156         task_numa_assign(env, cur, imp);
1157 unlock:
1158         rcu_read_unlock();
1159 }
1160
1161 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1162                                 long taskimp, long groupimp)
1163 {
1164         int cpu;
1165
1166         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1167                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1168                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1169                         continue;
1170
1171                 env->dst_cpu = cpu;
1172                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1173         }
1174 }
1175
1176 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1177 {
1178         struct task_numa_env env = {
1179                 .p = p,
1180
1181                 .src_cpu = task_cpu(p),
1182                 .src_nid = task_node(p),
1183
1184                 .imbalance_pct = 112,
1185
1186                 .best_task = NULL,
1187                 .best_imp = 0,
1188                 .best_cpu = -1
1189         };
1190         struct sched_domain *sd;
1191         unsigned long taskweight, groupweight;
1192         int nid, ret;
1193         long taskimp, groupimp;
1194
1195         /*
1196          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1197          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1198          *
1199          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1200          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1201          * to satisfy here.
1202          */
1203         rcu_read_lock();
1204         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1205         env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1206         rcu_read_unlock();
1207
1208         taskweight = task_weight(p, env.src_nid);
1209         groupweight = group_weight(p, env.src_nid);
1210         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1211         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1212         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid) - taskweight;
1213         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid) - groupweight;
1214         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1215
1216         /* If the preferred nid has capacity, try to use it. */
1217         if (env.dst_stats.has_capacity)
1218                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1219
1220         /* No space available on the preferred nid. Look elsewhere. */
1221         if (env.best_cpu == -1) {
1222                 for_each_online_node(nid) {
1223                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1224                                 continue;
1225
1226                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1227                         taskimp = task_weight(p, nid) - taskweight;
1228                         groupimp = group_weight(p, nid) - groupweight;
1229                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1230                                 continue;
1231
1232                         env.dst_nid = nid;
1233                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1234                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1235                 }
1236         }
1237
1238         /* No better CPU than the current one was found. */
1239         if (env.best_cpu == -1)
1240                 return -EAGAIN;
1241
1242         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1243
1244         if (env.best_task == NULL) {
1245                 int ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1246                 return ret;
1247         }
1248
1249         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1250         put_task_struct(env.best_task);
1251         return ret;
1252 }
1253
1254 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1255 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1256 {
1257         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1258         p->numa_migrate_retry = 0;
1259         if (cpu_to_node(task_cpu(p)) == p->numa_preferred_nid) {
1260                 /*
1261                  * If migration is temporarily disabled due to a task migration
1262                  * then re-enable it now as the task is running on its
1263                  * preferred node and memory should migrate locally
1264                  */
1265                 if (!p->numa_migrate_seq)
1266                         p->numa_migrate_seq++;
1267                 return;
1268         }
1269
1270         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1271         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1))
1272                 return;
1273
1274         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1275         if (task_numa_migrate(p) != 0)
1276                 p->numa_migrate_retry = jiffies + HZ*5;
1277 }
1278
1279 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1280 {
1281         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1282         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1283         spinlock_t *group_lock = NULL;
1284
1285         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1286         if (p->numa_scan_seq == seq)
1287                 return;
1288         p->numa_scan_seq = seq;
1289         p->numa_migrate_seq++;
1290         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1291
1292         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1293         if (p->numa_group) {
1294                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1295                 spin_lock(group_lock);
1296         }
1297
1298         /* Find the node with the highest number of faults */
1299         for_each_online_node(nid) {
1300                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1301                 int priv, i;
1302
1303                 for (priv = 0; priv < 2; priv++) {
1304                         long diff;
1305
1306                         i = task_faults_idx(nid, priv);
1307                         diff = -p->numa_faults[i];
1308
1309                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1310                         p->numa_faults[i] >>= 1;
1311                         p->numa_faults[i] += p->numa_faults_buffer[i];
1312                         p->numa_faults_buffer[i] = 0;
1313
1314                         faults += p->numa_faults[i];
1315                         diff += p->numa_faults[i];
1316                         p->total_numa_faults += diff;
1317                         if (p->numa_group) {
1318                                 /* safe because we can only change our own group */
1319                                 atomic_long_add(diff, &p->numa_group->faults[i]);
1320                                 atomic_long_add(diff, &p->numa_group->total_faults);
1321                                 group_faults += atomic_long_read(&p->numa_group->faults[i]);
1322                         }
1323                 }
1324
1325                 if (faults > max_faults) {
1326                         max_faults = faults;
1327                         max_nid = nid;
1328                 }
1329
1330                 if (group_faults > max_group_faults) {
1331                         max_group_faults = group_faults;
1332                         max_group_nid = nid;
1333                 }
1334         }
1335
1336         if (p->numa_group) {
1337                 /*
1338                  * If the preferred task and group nids are different,
1339                  * iterate over the nodes again to find the best place.
1340                  */
1341                 if (max_nid != max_group_nid) {
1342                         unsigned long weight, max_weight = 0;
1343
1344                         for_each_online_node(nid) {
1345                                 weight = task_weight(p, nid) + group_weight(p, nid);
1346                                 if (weight > max_weight) {
1347                                         max_weight = weight;
1348                                         max_nid = nid;
1349                                 }
1350                         }
1351                 }
1352
1353                 spin_unlock(group_lock);
1354         }
1355
1356         /* Preferred node as the node with the most faults */
1357         if (max_faults && max_nid != p->numa_preferred_nid) {
1358                 /* Update the preferred nid and migrate task if possible */
1359                 sched_setnuma(p, max_nid);
1360                 numa_migrate_preferred(p);
1361         }
1362 }
1363
1364 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1365 {
1366         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1367 }
1368
1369 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1370 {
1371         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1372                 kfree_rcu(grp, rcu);
1373 }
1374
1375 static void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1376 {
1377         if (l1 > l2)
1378                 swap(l1, l2);
1379
1380         spin_lock(l1);
1381         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1382 }
1383
1384 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1385                         int *priv)
1386 {
1387         struct numa_group *grp, *my_grp;
1388         struct task_struct *tsk;
1389         bool join = false;
1390         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1391         int i;
1392
1393         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1394                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1395                                     2*nr_node_ids*sizeof(atomic_long_t);
1396
1397                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1398                 if (!grp)
1399                         return;
1400
1401                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1402                 spin_lock_init(&grp->lock);
1403                 INIT_LIST_HEAD(&grp->task_list);
1404                 grp->gid = p->pid;
1405
1406                 for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++)
1407                         atomic_long_set(&grp->faults[i], p->numa_faults[i]);
1408
1409                 atomic_long_set(&grp->total_faults, p->total_numa_faults);
1410
1411                 list_add(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1412                 grp->nr_tasks++;
1413                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1414         }
1415
1416         rcu_read_lock();
1417         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1418
1419         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1420                 goto unlock;
1421
1422         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1423         if (!grp)
1424                 goto unlock;
1425
1426         my_grp = p->numa_group;
1427         if (grp == my_grp)
1428                 goto unlock;
1429
1430         /*
1431          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1432          * the other task will join us.
1433          */
1434         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1435                 goto unlock;
1436
1437         /*
1438          * Tie-break on the grp address.
1439          */
1440         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1441                 goto unlock;
1442
1443         /* Always join threads in the same process. */
1444         if (tsk->mm == current->mm)
1445                 join = true;
1446
1447         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1448         if (flags & TNF_SHARED)
1449                 join = true;
1450
1451         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1452         *priv = !join;
1453
1454         if (join && !get_numa_group(grp))
1455                 join = false;
1456
1457 unlock:
1458         rcu_read_unlock();
1459
1460         if (!join)
1461                 return;
1462
1463         for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++) {
1464                 atomic_long_sub(p->numa_faults[i], &my_grp->faults[i]);
1465                 atomic_long_add(p->numa_faults[i], &grp->faults[i]);
1466         }
1467         atomic_long_sub(p->total_numa_faults, &my_grp->total_faults);
1468         atomic_long_add(p->total_numa_faults, &grp->total_faults);
1469
1470         double_lock(&my_grp->lock, &grp->lock);
1471
1472         list_move(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1473         my_grp->nr_tasks--;
1474         grp->nr_tasks++;
1475
1476         spin_unlock(&my_grp->lock);
1477         spin_unlock(&grp->lock);
1478
1479         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1480
1481         put_numa_group(my_grp);
1482 }
1483
1484 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1485 {
1486         struct numa_group *grp = p->numa_group;
1487         int i;
1488         void *numa_faults = p->numa_faults;
1489
1490         if (grp) {
1491                 for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++)
1492                         atomic_long_sub(p->numa_faults[i], &grp->faults[i]);
1493
1494                 atomic_long_sub(p->total_numa_faults, &grp->total_faults);
1495
1496                 spin_lock(&grp->lock);
1497                 list_del(&p->numa_entry);
1498                 grp->nr_tasks--;
1499                 spin_unlock(&grp->lock);
1500                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, NULL);
1501                 put_numa_group(grp);
1502         }
1503
1504         p->numa_faults = NULL;
1505         p->numa_faults_buffer = NULL;
1506         kfree(numa_faults);
1507 }
1508
1509 /*
1510  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
1511  */
1512 void task_numa_fault(int last_cpupid, int node, int pages, int flags)
1513 {
1514         struct task_struct *p = current;
1515         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
1516         int priv;
1517
1518         if (!numabalancing_enabled)
1519                 return;
1520
1521         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
1522         if (!p->mm)
1523                 return;
1524
1525         /* Do not worry about placement if exiting */
1526         if (p->state == TASK_DEAD)
1527                 return;
1528
1529         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
1530         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
1531                 int size = sizeof(*p->numa_faults) * 2 * nr_node_ids;
1532
1533                 /* numa_faults and numa_faults_buffer share the allocation */
1534                 p->numa_faults = kzalloc(size * 2, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
1535                 if (!p->numa_faults)
1536                         return;
1537
1538                 BUG_ON(p->numa_faults_buffer);
1539                 p->numa_faults_buffer = p->numa_faults + (2 * nr_node_ids);
1540                 p->total_numa_faults = 0;
1541         }
1542
1543         /*
1544          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
1545          * to be private if the accessing pid has not changed
1546          */
1547         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
1548                 priv = 1;
1549         } else {
1550                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
1551                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
1552                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
1553         }
1554
1555         /*
1556          * If pages are properly placed (did not migrate) then scan slower.
1557          * This is reset periodically in case of phase changes
1558          */
1559         if (!migrated) {
1560                 /* Initialise if necessary */
1561                 if (!p->numa_scan_period_max)
1562                         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1563
1564                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1565                         p->numa_scan_period + 10);
1566         }
1567
1568         task_numa_placement(p);
1569
1570         /* Retry task to preferred node migration if it previously failed */
1571         if (p->numa_migrate_retry && time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
1572                 numa_migrate_preferred(p);
1573
1574         if (migrated)
1575                 p->numa_pages_migrated += pages;
1576
1577         p->numa_faults_buffer[task_faults_idx(node, priv)] += pages;
1578 }
1579
1580 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
1581 {
1582         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
1583         p->mm->numa_scan_offset = 0;
1584 }
1585
1586 /*
1587  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
1588  * Triggered from task_tick_numa().
1589  */
1590 void task_numa_work(struct callback_head *work)
1591 {
1592         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
1593         struct task_struct *p = current;
1594         struct mm_struct *mm = p->mm;
1595         struct vm_area_struct *vma;
1596         unsigned long start, end;
1597         unsigned long nr_pte_updates = 0;
1598         long pages;
1599
1600         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
1601
1602         work->next = work; /* protect against double add */
1603         /*
1604          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
1605          *
1606          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
1607          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
1608          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
1609          * work.
1610          */
1611         if (p->flags & PF_EXITING)
1612                 return;
1613
1614         if (!mm->numa_next_reset || !mm->numa_next_scan) {
1615                 mm->numa_next_scan = now +
1616                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1617                 mm->numa_next_reset = now +
1618                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_period_reset);
1619         }
1620
1621         /*
1622          * Reset the scan period if enough time has gone by. Objective is that
1623          * scanning will be reduced if pages are properly placed. As tasks
1624          * can enter different phases this needs to be re-examined. Lacking
1625          * proper tracking of reference behaviour, this blunt hammer is used.
1626          */
1627         migrate = mm->numa_next_reset;
1628         if (time_after(now, migrate)) {
1629                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1630                 next_scan = now + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_period_reset);
1631                 xchg(&mm->numa_next_reset, next_scan);
1632         }
1633
1634         /*
1635          * Enforce maximal scan/migration frequency..
1636          */
1637         migrate = mm->numa_next_scan;
1638         if (time_before(now, migrate))
1639                 return;
1640
1641         if (p->numa_scan_period == 0) {
1642                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1643                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1644         }
1645
1646         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1647         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
1648                 return;
1649
1650         /*
1651          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
1652          * the next time around.
1653          */
1654         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
1655
1656         start = mm->numa_scan_offset;
1657         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
1658         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
1659         if (!pages)
1660                 return;
1661
1662         down_read(&mm->mmap_sem);
1663         vma = find_vma(mm, start);
1664         if (!vma) {
1665                 reset_ptenuma_scan(p);
1666                 start = 0;
1667                 vma = mm->mmap;
1668         }
1669         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
1670                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(p, vma))
1671                         continue;
1672
1673                 /*
1674                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
1675                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
1676                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
1677                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
1678                  */
1679                 if (!vma->vm_mm ||
1680                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
1681                         continue;
1682
1683                 do {
1684                         start = max(start, vma->vm_start);
1685                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
1686                         end = min(end, vma->vm_end);
1687                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
1688
1689                         /*
1690                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
1691                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
1692                          * address space is quickly skipped.
1693                          */
1694                         if (nr_pte_updates)
1695                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
1696
1697                         start = end;
1698                         if (pages <= 0)
1699                                 goto out;
1700                 } while (end != vma->vm_end);
1701         }
1702
1703 out:
1704         /*
1705          * If the whole process was scanned without updates then no NUMA
1706          * hinting faults are being recorded and scan rate should be lower.
1707          */
1708         if (mm->numa_scan_offset == 0 && !nr_pte_updates) {
1709                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1710                         p->numa_scan_period << 1);
1711
1712                 next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1713                 mm->numa_next_scan = next_scan;
1714         }
1715
1716         /*
1717          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
1718          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
1719          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
1720          * scanner to the start so check it now.
1721          */
1722         if (vma)
1723                 mm->numa_scan_offset = start;
1724         else
1725                 reset_ptenuma_scan(p);
1726         up_read(&mm->mmap_sem);
1727 }
1728
1729 /*
1730  * Drive the periodic memory faults..
1731  */
1732 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1733 {
1734         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1735         u64 period, now;
1736
1737         /*
1738          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
1739          */
1740         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
1741                 return;
1742
1743         /*
1744          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
1745          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
1746          * task needs to have done some actual work before we bother with
1747          * NUMA placement.
1748          */
1749         now = curr->se.sum_exec_runtime;
1750         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
1751
1752         if (now - curr->node_stamp > period) {
1753                 if (!curr->node_stamp)
1754                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
1755                 curr->node_stamp += period;
1756
1757                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
1758                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
1759                         task_work_add(curr, work, true);
1760                 }
1761         }
1762 }
1763 #else
1764 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1765 {
1766 }
1767
1768 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1769 {
1770 }
1771
1772 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1773 {
1774 }
1775 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1776
1777 static void
1778 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1779 {
1780         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1781         if (!parent_entity(se))
1782                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1783 #ifdef CONFIG_SMP
1784         if (entity_is_task(se)) {
1785                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1786
1787                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
1788                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
1789         }
1790 #endif
1791         cfs_rq->nr_running++;
1792 }
1793
1794 static void
1795 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1796 {
1797         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1798         if (!parent_entity(se))
1799                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1800         if (entity_is_task(se)) {
1801                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
1802                 list_del_init(&se->group_node);
1803         }
1804         cfs_rq->nr_running--;
1805 }
1806
1807 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1808 # ifdef CONFIG_SMP
1809 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
1810 {
1811         long tg_weight;
1812
1813         /*
1814          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
1815          * to gain a more accurate current total weight. See
1816          * update_cfs_rq_load_contribution().
1817          */
1818         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
1819         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1820         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
1821
1822         return tg_weight;
1823 }
1824
1825 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1826 {
1827         long tg_weight, load, shares;
1828
1829         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
1830         load = cfs_rq->load.weight;
1831
1832         shares = (tg->shares * load);
1833         if (tg_weight)
1834                 shares /= tg_weight;
1835
1836         if (shares < MIN_SHARES)
1837                 shares = MIN_SHARES;
1838         if (shares > tg->shares)
1839                 shares = tg->shares;
1840
1841         return shares;
1842 }
1843 # else /* CONFIG_SMP */
1844 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1845 {
1846         return tg->shares;
1847 }
1848 # endif /* CONFIG_SMP */
1849 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
1850                             unsigned long weight)
1851 {
1852         if (se->on_rq) {
1853                 /* commit outstanding execution time */
1854                 if (cfs_rq->curr == se)
1855                         update_curr(cfs_rq);
1856                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1857         }
1858
1859         update_load_set(&se->load, weight);
1860
1861         if (se->on_rq)
1862                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1863 }
1864
1865 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
1866
1867 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1868 {
1869         struct task_group *tg;
1870         struct sched_entity *se;
1871         long shares;
1872
1873         tg = cfs_rq->tg;
1874         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1875         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1876                 return;
1877 #ifndef CONFIG_SMP
1878         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
1879                 return;
1880 #endif
1881         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
1882
1883         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
1884 }
1885 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1886 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1887 {
1888 }
1889 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1890
1891 #ifdef CONFIG_SMP
1892 /*
1893  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
1894  * Note: The tables below are dependent on this value.
1895  */
1896 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
1897 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
1898 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
1899
1900 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
1901 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
1902         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
1903         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
1904         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
1905         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
1906         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
1907         0x85aac367, 0x82cd8698,
1908 };
1909
1910 /*
1911  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
1912  * over-estimates when re-combining.
1913  */
1914 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
1915             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
1916          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
1917         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
1918 };
1919
1920 /*
1921  * Approximate:
1922  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
1923  */
1924 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
1925 {
1926         unsigned int local_n;
1927
1928         if (!n)
1929                 return val;
1930         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
1931                 return 0;
1932
1933         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
1934         local_n = n;
1935
1936         /*
1937          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
1938          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
1939          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
1940          *
1941          * To achieve constant time decay_load.
1942          */
1943         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
1944                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
1945                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
1946         }
1947
1948         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
1949         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
1950         return val >> 32;
1951 }
1952
1953 /*
1954  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
1955  * average will be: \Sum 1024*y^n
1956  *
1957  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
1958  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
1959  */
1960 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
1961 {
1962         u32 contrib = 0;
1963
1964         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
1965                 return runnable_avg_yN_sum[n];
1966         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
1967                 return LOAD_AVG_MAX;
1968
1969         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
1970         do {
1971                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
1972                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
1973
1974                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
1975         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
1976
1977         contrib = decay_load(contrib, n);
1978         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
1979 }
1980
1981 /*
1982  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
1983  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
1984  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
1985  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
1986  *
1987  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
1988  *      p0            p1           p2
1989  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
1990  *
1991  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
1992  *
1993  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
1994  * following representation of historical load:
1995  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
1996  *
1997  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
1998  *   y^32 = 0.5
1999  *
2000  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2001  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2002  * (u_0).
2003  *
2004  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2005  * sum again by y is sufficient to update:
2006  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2007  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2008  */
2009 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
2010                                                         struct sched_avg *sa,
2011                                                         int runnable)
2012 {
2013         u64 delta, periods;
2014         u32 runnable_contrib;
2015         int delta_w, decayed = 0;
2016
2017         delta = now - sa->last_runnable_update;
2018         /*
2019          * This should only happen when time goes backwards, which it
2020          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2021          */
2022         if ((s64)delta < 0) {
2023                 sa->last_runnable_update = now;
2024                 return 0;
2025         }
2026
2027         /*
2028          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2029          * approximation of 1us and fast to compute.
2030          */
2031         delta >>= 10;
2032         if (!delta)
2033                 return 0;
2034         sa->last_runnable_update = now;
2035
2036         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2037         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
2038         if (delta + delta_w >= 1024) {
2039                 /* period roll-over */
2040                 decayed = 1;
2041
2042                 /*
2043                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2044                  * out how much from delta we need to complete the current
2045                  * period and accrue it.
2046                  */
2047                 delta_w = 1024 - delta_w;
2048                 if (runnable)
2049                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2050                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
2051
2052                 delta -= delta_w;
2053
2054                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2055                 periods = delta / 1024;
2056                 delta %= 1024;
2057
2058                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2059                                                   periods + 1);
2060                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
2061                                                      periods + 1);
2062
2063                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2064                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2065                 if (runnable)
2066                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2067                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
2068         }
2069
2070         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2071         if (runnable)
2072                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2073         sa->runnable_avg_period += delta;
2074
2075         return decayed;
2076 }
2077
2078 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2079 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2080 {
2081         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2082         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2083
2084         decays -= se->avg.decay_count;
2085         if (!decays)
2086                 return 0;
2087
2088         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2089         se->avg.decay_count = 0;
2090
2091         return decays;
2092 }
2093
2094 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2095 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2096                                                  int force_update)
2097 {
2098         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2099         long tg_contrib;
2100
2101         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2102         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2103
2104         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2105                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2106                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2107         }
2108 }
2109
2110 /*
2111  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2112  * representation for computing load contributions.
2113  */
2114 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2115                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2116 {
2117         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2118         long contrib;
2119
2120         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2121         contrib = div_u64(sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2122                           sa->runnable_avg_period + 1);
2123         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2124
2125         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2126                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2127                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2128         }
2129 }
2130
2131 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2132 {
2133         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2134         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2135         int runnable_avg;
2136
2137         u64 contrib;
2138
2139         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2140         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2141                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2142
2143         /*
2144          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2145          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2146          * load as a task of equal weight.
2147          *
2148          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2149          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2150          * lower-bound on the true value.
2151          *
2152          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2153          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2154          * understating by the aggregate of their overlap.
2155          *
2156          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2157          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2158          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2159          *
2160          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2161          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2162          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2163          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2164          * our upper bound of 1-cpu.
2165          */
2166         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2167         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2168                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2169                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2170         }
2171 }
2172 #else
2173 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2174                                                  int force_update) {}
2175 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2176                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2177 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2178 #endif
2179
2180 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2181 {
2182         u32 contrib;
2183
2184         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2185         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2186         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2187         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2188 }
2189
2190 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2191 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2192 {
2193         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2194
2195         if (entity_is_task(se)) {
2196                 __update_task_entity_contrib(se);
2197         } else {
2198                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2199                 __update_group_entity_contrib(se);
2200         }
2201
2202         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2203 }
2204
2205 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2206                                                  long load_contrib)
2207 {
2208         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2209                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2210         else
2211                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2212 }
2213
2214 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2215
2216 /* Update a sched_entity's runnable average */
2217 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2218                                           int update_cfs_rq)
2219 {
2220         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2221         long contrib_delta;
2222         u64 now;
2223
2224         /*
2225          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2226          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2227          */
2228         if (entity_is_task(se))
2229                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2230         else
2231                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2232
2233         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2234                 return;
2235
2236         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2237
2238         if (!update_cfs_rq)
2239                 return;
2240
2241         if (se->on_rq)
2242                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2243         else
2244                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2245 }
2246
2247 /*
2248  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2249  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2250  */
2251 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2252 {
2253         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2254         u64 decays;
2255
2256         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2257         if (!decays && !force_update)
2258                 return;
2259
2260         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2261                 unsigned long removed_load;
2262                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2263                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2264         }
2265
2266         if (decays) {
2267                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2268                                                       decays);
2269                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2270                 cfs_rq->last_decay = now;
2271         }
2272
2273         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2274 }
2275
2276 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2277 {
2278         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2279         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2280 }
2281
2282 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2283 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2284                                                   struct sched_entity *se,
2285                                                   int wakeup)
2286 {
2287         /*
2288          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2289          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2290          * accumulated while sleeping.
2291          *
2292          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2293          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2294          * constructed load_avg_contrib.
2295          */
2296         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2297                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2298                 if (se->avg.decay_count) {
2299                         /*
2300                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2301                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2302                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2303                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2304                          * approximate this using our carried decays, which are
2305                          * explicitly atomically readable.
2306                          */
2307                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2308                                                         << 20;
2309                         update_entity_load_avg(se, 0);
2310                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2311                         se->avg.decay_count = 0;
2312                 }
2313                 wakeup = 0;
2314         } else {
2315                 /*
2316                  * Task re-woke on same cpu (or else migrate_task_rq_fair()
2317                  * would have made count negative); we must be careful to avoid
2318                  * double-accounting blocked time after synchronizing decays.
2319                  */
2320                 se->avg.last_runnable_update += __synchronize_entity_decay(se)
2321                                                         << 20;
2322         }
2323
2324         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2325         if (wakeup) {
2326                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2327                 update_entity_load_avg(se, 0);
2328         }
2329
2330         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2331         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2332         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2333 }
2334
2335 /*
2336  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2337  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2338  * blocked_load_avg.
2339  */
2340 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2341                                                   struct sched_entity *se,
2342                                                   int sleep)
2343 {
2344         update_entity_load_avg(se, 1);
2345         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2346         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2347
2348         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2349         if (sleep) {
2350                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2351                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2352         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2353 }
2354
2355 /*
2356  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2357  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2358  * be the only way to update the runnable statistic.
2359  */
2360 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2361 {
2362         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2363 }
2364
2365 /*
2366  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2367  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2368  * be the only way to update the runnable statistic.
2369  */
2370 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2371 {
2372         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2373 }
2374
2375 #else
2376 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2377                                           int update_cfs_rq) {}
2378 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2379 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2380                                            struct sched_entity *se,
2381                                            int wakeup) {}
2382 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2383                                            struct sched_entity *se,
2384                                            int sleep) {}
2385 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2386                                               int force_update) {}
2387 #endif
2388
2389 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2390 {
2391 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2392         struct task_struct *tsk = NULL;
2393
2394         if (entity_is_task(se))
2395                 tsk = task_of(se);
2396
2397         if (se->statistics.sleep_start) {
2398                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2399
2400                 if ((s64)delta < 0)
2401                         delta = 0;
2402
2403                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2404                         se->statistics.sleep_max = delta;
2405
2406                 se->statistics.sleep_start = 0;
2407                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2408
2409                 if (tsk) {
2410                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2411                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2412                 }
2413         }
2414         if (se->statistics.block_start) {
2415                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2416
2417                 if ((s64)delta < 0)
2418                         delta = 0;
2419
2420                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2421                         se->statistics.block_max = delta;
2422
2423                 se->statistics.block_start = 0;
2424                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2425
2426                 if (tsk) {
2427                         if (tsk->in_iowait) {
2428                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2429                                 se->statistics.iowait_count++;
2430                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2431                         }
2432
2433                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2434
2435                         /*
2436                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2437                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2438                          * amount of time that the task spent sleeping:
2439                          */
2440                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2441                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2442                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2443                                                 delta >> 20);
2444                         }
2445                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2446                 }
2447         }
2448 #endif
2449 }
2450
2451 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2452 {
2453 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2454         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2455
2456         if (d < 0)
2457                 d = -d;
2458
2459         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2460                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2461 #endif
2462 }
2463
2464 static void
2465 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2466 {
2467         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2468
2469         /*
2470          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2471          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2472          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2473          * stays open at the end.
2474          */
2475         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2476                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2477
2478         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2479         if (!initial) {
2480                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2481
2482                 /*
2483                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2484                  * for a gentler effect of sleepers:
2485                  */
2486                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2487                         thresh >>= 1;
2488
2489                 vruntime -= thresh;
2490         }
2491
2492         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2493         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2494 }
2495
2496 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2497
2498 static void
2499 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2500 {
2501         /*
2502          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2503          * through calling update_curr().
2504          */
2505         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2506                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2507
2508         /*
2509          * Update run-time statistics of the 'current'.
2510          */
2511         update_curr(cfs_rq);
2512         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2513         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2514         update_cfs_shares(cfs_rq);
2515
2516         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2517                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2518                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
2519         }
2520
2521         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
2522         check_spread(cfs_rq, se);
2523         if (se != cfs_rq->curr)
2524                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
2525         se->on_rq = 1;
2526
2527         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
2528                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
2529                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
2530         }
2531 }
2532
2533 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
2534 {
2535         for_each_sched_entity(se) {
2536                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2537                 if (cfs_rq->last == se)
2538                         cfs_rq->last = NULL;
2539                 else
2540                         break;
2541         }
2542 }
2543
2544 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
2545 {
2546         for_each_sched_entity(se) {
2547                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2548                 if (cfs_rq->next == se)
2549                         cfs_rq->next = NULL;
2550                 else
2551                         break;
2552         }
2553 }
2554
2555 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
2556 {
2557         for_each_sched_entity(se) {
2558                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2559                 if (cfs_rq->skip == se)
2560                         cfs_rq->skip = NULL;
2561                 else
2562                         break;
2563         }
2564 }
2565
2566 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2567 {
2568         if (cfs_rq->last == se)
2569                 __clear_buddies_last(se);
2570
2571         if (cfs_rq->next == se)
2572                 __clear_buddies_next(se);
2573
2574         if (cfs_rq->skip == se)
2575                 __clear_buddies_skip(se);
2576 }
2577
2578 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2579
2580 static void
2581 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2582 {
2583         /*
2584          * Update run-time statistics of the 'current'.
2585          */
2586         update_curr(cfs_rq);
2587         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2588
2589         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
2590         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
2591 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2592                 if (entity_is_task(se)) {
2593                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
2594
2595                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
2596                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2597                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
2598                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2599                 }
2600 #endif
2601         }
2602
2603         clear_buddies(cfs_rq, se);
2604
2605         if (se != cfs_rq->curr)
2606                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2607         se->on_rq = 0;
2608         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2609
2610         /*
2611          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
2612          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
2613          * movement in our normalized position.
2614          */
2615         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
2616                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
2617
2618         /* return excess runtime on last dequeue */
2619         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2620
2621         update_min_vruntime(cfs_rq);
2622         update_cfs_shares(cfs_rq);
2623 }
2624
2625 /*
2626  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2627  */
2628 static void
2629 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2630 {
2631         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
2632         struct sched_entity *se;
2633         s64 delta;
2634
2635         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
2636         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
2637         if (delta_exec > ideal_runtime) {
2638                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2639                 /*
2640                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
2641                  * re-elected due to buddy favours.
2642                  */
2643                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
2644                 return;
2645         }
2646
2647         /*
2648          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
2649          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
2650          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
2651          */
2652         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
2653                 return;
2654
2655         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2656         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
2657
2658         if (delta < 0)
2659                 return;
2660
2661         if (delta > ideal_runtime)
2662                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2663 }
2664
2665 static void
2666 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2667 {
2668         /* 'current' is not kept within the tree. */
2669         if (se->on_rq) {
2670                 /*
2671                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
2672                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
2673                  * runqueue.
2674                  */
2675                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
2676                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2677         }
2678
2679         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
2680         cfs_rq->curr = se;
2681 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2682         /*
2683          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
2684          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
2685          * when there are only lesser-weight tasks around):
2686          */
2687         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
2688                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
2689                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
2690         }
2691 #endif
2692         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
2693 }
2694
2695 static int
2696 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
2697
2698 /*
2699  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
2700  * 1) keep things fair between processes/task groups
2701  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
2702  * 3) pick the "last" process, for cache locality
2703  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
2704  */
2705 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
2706 {
2707         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2708         struct sched_entity *left = se;
2709
2710         /*
2711          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
2712          * be done without getting too unfair.
2713          */
2714         if (cfs_rq->skip == se) {
2715                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
2716                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
2717                         se = second;
2718         }
2719
2720         /*
2721          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
2722          */
2723         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
2724                 se = cfs_rq->last;
2725
2726         /*
2727          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
2728          */
2729         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
2730                 se = cfs_rq->next;
2731
2732         clear_buddies(cfs_rq, se);
2733
2734         return se;
2735 }
2736
2737 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2738
2739 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
2740 {
2741         /*
2742          * If still on the runqueue then deactivate_task()
2743          * was not called and update_curr() has to be done:
2744          */
2745         if (prev->on_rq)
2746                 update_curr(cfs_rq);
2747
2748         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
2749         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2750
2751         check_spread(cfs_rq, prev);
2752         if (prev->on_rq) {
2753                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
2754                 /* Put 'current' back into the tree. */
2755                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
2756                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
2757                 update_entity_load_avg(prev, 1);
2758         }
2759         cfs_rq->curr = NULL;
2760 }
2761
2762 static void
2763 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
2764 {
2765         /*
2766          * Update run-time statistics of the 'current'.
2767          */
2768         update_curr(cfs_rq);
2769
2770         /*
2771          * Ensure that runnable average is periodically updated.
2772          */
2773         update_entity_load_avg(curr, 1);
2774         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
2775         update_cfs_shares(cfs_rq);
2776
2777 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2778         /*
2779          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
2780          * validating it and just reschedule.
2781          */
2782         if (queued) {
2783                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2784                 return;
2785         }
2786         /*
2787          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
2788          */
2789         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
2790                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
2791                 return;
2792 #endif
2793
2794         if (cfs_rq->nr_running > 1)
2795                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
2796 }
2797
2798
2799 /**************************************************
2800  * CFS bandwidth control machinery
2801  */
2802
2803 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
2804
2805 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
2806 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
2807
2808 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
2809 {
2810         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
2811 }
2812
2813 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
2814 {
2815         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
2816         if (enabled && !was_enabled)
2817                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
2818         else if (!enabled && was_enabled)
2819                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
2820 }
2821 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
2822 static bool cfs_bandwidth_used(void)
2823 {
2824         return true;
2825 }
2826
2827 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
2828 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
2829
2830 /*
2831  * default period for cfs group bandwidth.
2832  * default: 0.1s, units: nanoseconds
2833  */
2834 static inline u64 default_cfs_period(void)
2835 {
2836         return 100000000ULL;
2837 }
2838
2839 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
2840 {
2841         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
2842 }
2843
2844 /*
2845  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
2846  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
2847  * additional synchronization around rq->lock.
2848  *
2849  * requires cfs_b->lock
2850  */
2851 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2852 {
2853         u64 now;
2854
2855         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2856                 return;
2857
2858         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
2859         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
2860         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
2861 }
2862
2863 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2864 {
2865         return &tg->cfs_bandwidth;
2866 }
2867
2868 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
2869 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2870 {
2871         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
2872                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
2873
2874         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
2875 }
2876
2877 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
2878 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2879 {
2880         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2881         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
2882         u64 amount = 0, min_amount, expires;
2883
2884         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
2885         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
2886
2887         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2888         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2889                 amount = min_amount;
2890         else {
2891                 /*
2892                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
2893                  * period must have elapsed since the last consumption.
2894                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
2895                  * active.
2896                  */
2897                 if (!cfs_b->timer_active) {
2898                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2899                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
2900                 }
2901
2902                 if (cfs_b->runtime > 0) {
2903                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
2904                         cfs_b->runtime -= amount;
2905                         cfs_b->idle = 0;
2906                 }
2907         }
2908         expires = cfs_b->runtime_expires;
2909         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2910
2911         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
2912         /*
2913          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
2914          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
2915          * issued.
2916          */
2917         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
2918                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2919
2920         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
2921 }
2922
2923 /*
2924  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
2925  * fact that rq->clock snapshots this value.
2926  */
2927 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2928 {
2929         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2930
2931         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
2932         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
2933                 return;
2934
2935         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
2936                 return;
2937
2938         /*
2939          * If the local deadline has passed we have to consider the
2940          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
2941          * has not truly expired.
2942          *
2943          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
2944          * whether the global deadline has advanced.
2945          */
2946
2947         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
2948                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
2949                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
2950         } else {
2951                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
2952                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
2953         }
2954 }
2955
2956 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2957                                      unsigned long delta_exec)
2958 {
2959         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
2960         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
2961         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2962
2963         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2964                 return;
2965
2966         /*
2967          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
2968          * hierarchy can be throttled
2969          */
2970         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
2971                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2972 }
2973
2974 static __always_inline
2975 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
2976 {
2977         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
2978                 return;
2979
2980         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
2981 }
2982
2983 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2984 {
2985         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
2986 }
2987
2988 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
2989 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2990 {
2991         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
2992 }
2993
2994 /*
2995  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
2996  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
2997  * load-balance operations.
2998  */
2999 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3000                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3001 {
3002         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3003
3004         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3005         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3006
3007         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3008                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3009 }
3010
3011 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3012 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3013 {
3014         struct rq *rq = data;
3015         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3016
3017         cfs_rq->throttle_count--;
3018 #ifdef CONFIG_SMP
3019         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3020                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3021                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3022                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3023         }
3024 #endif
3025
3026         return 0;
3027 }
3028
3029 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3030 {
3031         struct rq *rq = data;
3032         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3033
3034         /* group is entering throttled state, stop time */
3035         if (!cfs_rq->throttle_count)
3036                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3037         cfs_rq->throttle_count++;
3038
3039         return 0;
3040 }
3041
3042 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3043 {
3044         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3045         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3046         struct sched_entity *se;
3047         long task_delta, dequeue = 1;
3048
3049         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3050
3051         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3052         rcu_read_lock();
3053         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3054         rcu_read_unlock();
3055
3056         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3057         for_each_sched_entity(se) {
3058                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3059                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3060                 if (!se->on_rq)
3061                         break;
3062
3063                 if (dequeue)
3064                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3065                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3066
3067                 if (qcfs_rq->load.weight)
3068                         dequeue = 0;
3069         }
3070
3071         if (!se)
3072                 rq->nr_running -= task_delta;
3073
3074         cfs_rq->throttled = 1;
3075         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3076         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3077         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3078         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3079 }
3080
3081 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3082 {
3083         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3084         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3085         struct sched_entity *se;
3086         int enqueue = 1;
3087         long task_delta;
3088
3089         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3090
3091         cfs_rq->throttled = 0;
3092
3093         update_rq_clock(rq);
3094
3095         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3096         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3097         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3098         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3099
3100         /* update hierarchical throttle state */
3101         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3102
3103         if (!cfs_rq->load.weight)
3104                 return;
3105
3106         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3107         for_each_sched_entity(se) {
3108                 if (se->on_rq)
3109                         enqueue = 0;
3110
3111                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3112                 if (enqueue)
3113                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3114                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3115
3116                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3117                         break;
3118         }
3119
3120         if (!se)
3121                 rq->nr_running += task_delta;
3122
3123         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3124         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3125                 resched_task(rq->curr);
3126 }
3127
3128 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3129                 u64 remaining, u64 expires)
3130 {
3131         struct cfs_rq *cfs_rq;
3132         u64 runtime = remaining;
3133
3134         rcu_read_lock();
3135         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3136                                 throttled_list) {
3137                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3138
3139                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3140                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3141                         goto next;
3142
3143                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3144                 if (runtime > remaining)
3145                         runtime = remaining;
3146                 remaining -= runtime;
3147
3148                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3149                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3150
3151                 /* we check whether we're throttled above */
3152                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3153                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3154
3155 next:
3156                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3157
3158                 if (!remaining)
3159                         break;
3160         }
3161         rcu_read_unlock();
3162
3163         return remaining;
3164 }
3165
3166 /*
3167  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3168  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3169  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3170  * used to track this state.
3171  */
3172 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3173 {
3174         u64 runtime, runtime_expires;
3175         int idle = 1, throttled;
3176
3177         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3178         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3179         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3180                 goto out_unlock;
3181
3182         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3183         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
3184         idle = cfs_b->idle && !throttled;
3185         cfs_b->nr_periods += overrun;
3186
3187         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
3188         if (idle)
3189                 goto out_unlock;
3190
3191         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3192
3193         if (!throttled) {
3194                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3195                 cfs_b->idle = 1;
3196                 goto out_unlock;
3197         }
3198
3199         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3200         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3201
3202         /*
3203          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
3204          * to unthrottle them before making it generally available.  This
3205          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
3206          * allowed to run.
3207          */
3208         runtime = cfs_b->runtime;
3209         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3210         cfs_b->runtime = 0;
3211
3212         /*
3213          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
3214          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
3215          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
3216          */
3217         while (throttled && runtime > 0) {
3218                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3219                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3220                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3221                                                  runtime_expires);
3222                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3223
3224                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3225         }
3226
3227         /* return (any) remaining runtime */
3228         cfs_b->runtime = runtime;
3229         /*
3230          * While we are ensured activity in the period following an
3231          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3232          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3233          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3234          */
3235         cfs_b->idle = 0;
3236 out_unlock:
3237         if (idle)
3238                 cfs_b->timer_active = 0;
3239         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3240
3241         return idle;
3242 }
3243
3244 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3245 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3246 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3247 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3248 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3249 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3250
3251 /* are we near the end of the current quota period? */
3252 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3253 {
3254         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3255         u64 remaining;
3256
3257         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3258         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3259                 return 1;
3260
3261         /* is a quota refresh about to occur? */
3262         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3263         if (remaining < min_expire)
3264                 return 1;
3265
3266         return 0;
3267 }
3268
3269 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3270 {
3271         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3272
3273         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3274         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3275                 return;
3276
3277         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3278                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3279 }
3280
3281 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3282 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3283 {
3284         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3285         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3286
3287         if (slack_runtime <= 0)
3288                 return;
3289
3290         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3291         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3292             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3293                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3294
3295                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3296                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3297                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3298                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3299         }
3300         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3301
3302         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3303         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3304 }
3305
3306 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3307 {
3308         if (!cfs_bandwidth_used())
3309                 return;
3310
3311         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3312                 return;
3313
3314         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3315 }
3316
3317 /*
3318  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3319  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3320  */
3321 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3322 {
3323         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3324         u64 expires;
3325
3326         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3327         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
3328                 return;
3329
3330         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3331         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
3332                 runtime = cfs_b->runtime;
3333                 cfs_b->runtime = 0;
3334         }
3335         expires = cfs_b->runtime_expires;
3336         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3337
3338         if (!runtime)
3339                 return;
3340
3341         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3342
3343         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3344         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3345                 cfs_b->runtime = runtime;
3346         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3347 }
3348
3349 /*
3350  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3351  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3352  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3353  */
3354 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3355 {
3356         if (!cfs_bandwidth_used())
3357                 return;
3358
3359         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3360         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3361                 return;
3362
3363         /* ensure the group is not already throttled */
3364         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3365                 return;
3366
3367         /* update runtime allocation */
3368         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3369         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3370                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3371 }
3372
3373 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3374 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3375 {
3376         if (!cfs_bandwidth_used())
3377                 return;
3378
3379         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3380                 return;
3381
3382         /*
3383          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3384          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3385          */
3386         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3387                 return;
3388
3389         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3390 }
3391
3392 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3393 {
3394         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3395                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3396         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3397
3398         return HRTIMER_NORESTART;
3399 }
3400
3401 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3402 {
3403         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3404                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3405         ktime_t now;
3406         int overrun;
3407         int idle = 0;
3408
3409         for (;;) {
3410                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3411                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3412
3413                 if (!overrun)
3414                         break;
3415
3416                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3417         }
3418
3419         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3420 }
3421
3422 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3423 {
3424         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3425         cfs_b->runtime = 0;
3426         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3427         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3428
3429         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3430         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3431         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3432         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3433         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3434 }
3435
3436 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3437 {
3438         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3439         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3440 }
3441
3442 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3443 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3444 {
3445         /*
3446          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3447          * period or because we're racing with the tear-down path
3448          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3449          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3450          */
3451         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
3452                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3453                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
3454                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3455
3456                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3457                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3458                 if (cfs_b->timer_active)
3459                         return;
3460         }
3461
3462         cfs_b->timer_active = 1;
3463         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3464 }
3465
3466 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3467 {
3468         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3469         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3470 }
3471
3472 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
3473 {
3474         struct cfs_rq *cfs_rq;
3475
3476         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3477                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3478
3479                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
3480                         continue;
3481
3482                 /*
3483                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
3484                  * there's some valid quota amount
3485                  */
3486                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
3487                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3488                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3489         }
3490 }
3491
3492 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3493 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3494 {
3495         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
3496 }
3497
3498 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
3499                                      unsigned long delta_exec) {}
3500 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3501 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3502 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3503
3504 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3505 {
3506         return 0;
3507 }
3508
3509 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3510 {
3511         return 0;
3512 }
3513
3514 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3515                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3516 {
3517         return 0;
3518 }
3519
3520 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3521
3522 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3523 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3524 #endif
3525
3526 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3527 {
3528         return NULL;
3529 }
3530 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3531 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
3532
3533 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3534
3535 /**************************************************
3536  * CFS operations on tasks:
3537  */
3538
3539 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3540 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3541 {
3542         struct sched_entity *se = &p->se;
3543         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3544
3545         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
3546
3547         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
3548                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
3549                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
3550                 s64 delta = slice - ran;
3551
3552                 if (delta < 0) {
3553                         if (rq->curr == p)
3554                                 resched_task(p);
3555                         return;
3556                 }
3557
3558                 /*
3559                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
3560                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
3561                  */
3562                 if (rq->curr != p)
3563                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
3564
3565                 hrtick_start(rq, delta);
3566         }
3567 }
3568
3569 /*
3570  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
3571  * current task is from our class and nr_running is low enough
3572  * to matter.
3573  */
3574 static void hrtick_update(struct rq *rq)
3575 {
3576         struct task_struct *curr = rq->curr;
3577
3578         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
3579                 return;
3580
3581         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
3582                 hrtick_start_fair(rq, curr);
3583 }
3584 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
3585 static inline void
3586 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3587 {
3588 }
3589
3590 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
3591 {
3592 }
3593 #endif
3594
3595 /*
3596  * The enqueue_task method is called before nr_running is
3597  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
3598  * then put the task into the rbtree:
3599  */
3600 static void
3601 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3602 {
3603         struct cfs_rq *cfs_rq;
3604         struct sched_entity *se = &p->se;
3605
3606         for_each_sched_entity(se) {
3607                 if (se->on_rq)
3608                         break;
3609                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3610                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
3611
3612                 /*
3613                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3614                  *
3615                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3616                  * post the final h_nr_running increment below.
3617                 */
3618                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3619                         break;
3620                 cfs_rq->h_nr_running++;
3621
3622                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
3623         }
3624
3625         for_each_sched_entity(se) {
3626                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3627                 cfs_rq->h_nr_running++;
3628
3629                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3630                         break;
3631
3632                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3633                 update_entity_load_avg(se, 1);
3634         }
3635
3636         if (!se) {
3637                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3638                 inc_nr_running(rq);
3639         }
3640         hrtick_update(rq);
3641 }
3642
3643 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
3644
3645 /*
3646  * The dequeue_task method is called before nr_running is
3647  * decreased. We remove the task from the rbtree and
3648  * update the fair scheduling stats:
3649  */
3650 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3651 {
3652         struct cfs_rq *cfs_rq;
3653         struct sched_entity *se = &p->se;
3654         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
3655
3656         for_each_sched_entity(se) {
3657                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3658                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
3659
3660                 /*
3661                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3662                  *
3663                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3664                  * post the final h_nr_running decrement below.
3665                 */
3666                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3667                         break;
3668                 cfs_rq->h_nr_running--;
3669
3670                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
3671                 if (cfs_rq->load.weight) {
3672                         /*
3673                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
3674                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
3675                          */
3676                         if (task_sleep && parent_entity(se))
3677                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
3678
3679                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
3680                         se = parent_entity(se);
3681                         break;
3682                 }
3683                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
3684         }
3685
3686         for_each_sched_entity(se) {
3687                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3688                 cfs_rq->h_nr_running--;
3689
3690                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3691                         break;
3692
3693                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3694                 update_entity_load_avg(se, 1);
3695         }
3696
3697         if (!se) {
3698                 dec_nr_running(rq);
3699                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
3700         }
3701         hrtick_update(rq);
3702 }
3703
3704 #ifdef CONFIG_SMP
3705 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
3706 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
3707 {
3708         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
3709 }
3710
3711 /*
3712  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
3713  * according to the scheduling class and "nice" value.
3714  *
3715  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
3716  * balance conservatively.
3717  */
3718 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
3719 {
3720         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3721         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3722
3723         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3724                 return total;
3725
3726         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
3727 }
3728
3729 /*
3730  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
3731  * according to the scheduling class and "nice" value.
3732  */
3733 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
3734 {
3735         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3736         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3737
3738         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3739                 return total;
3740
3741         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
3742 }
3743
3744 static unsigned long power_of(int cpu)
3745 {
3746         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
3747 }
3748
3749 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
3750 {
3751         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3752         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
3753         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
3754
3755         if (nr_running)
3756                 return load_avg / nr_running;
3757
3758         return 0;
3759 }
3760
3761 static void record_wakee(struct task_struct *p)
3762 {
3763         /*
3764          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
3765          * about the boundary, really active task won't care
3766          * about the loss.
3767          */
3768         if (jiffies > current->wakee_flip_decay_ts + HZ) {
3769                 current->wakee_flips = 0;
3770                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
3771         }
3772
3773         if (current->last_wakee != p) {
3774                 current->last_wakee = p;
3775                 current->wakee_flips++;
3776         }
3777 }
3778
3779 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
3780 {
3781         struct sched_entity *se = &p->se;
3782         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3783         u64 min_vruntime;
3784
3785 #ifndef CONFIG_64BIT
3786         u64 min_vruntime_copy;
3787
3788         do {
3789                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
3790                 smp_rmb();
3791                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3792         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
3793 #else
3794         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3795 #endif
3796
3797         se->vruntime -= min_vruntime;
3798         record_wakee(p);
3799 }
3800
3801 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3802 /*
3803  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
3804  *
3805  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
3806  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
3807  * can calculate the shift in shares.
3808  *
3809  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
3810  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
3811  * total group weight.
3812  *
3813  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
3814  * distribution (s_i) using:
3815  *
3816  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
3817  *
3818  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
3819  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
3820  * shares distribution (s_i):
3821  *
3822  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
3823  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
3824  *
3825  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
3826  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
3827  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
3828  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
3829  *
3830  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
3831  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
3832  *
3833  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
3834  *
3835  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
3836  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
3837  * weight and shares distributions like:
3838  *
3839  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
3840  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
3841  *
3842  * We can then compute the difference in effective weight by using:
3843  *
3844  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
3845  *
3846  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
3847  *
3848  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
3849  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
3850  * 4/7) times the weight of the group.
3851  */
3852 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3853 {
3854         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
3855
3856         if (!tg->parent || !wl) /* the trivial, non-cgroup case */
3857                 return wl;
3858
3859         for_each_sched_entity(se) {
3860                 long w, W;
3861
3862                 tg = se->my_q->tg;
3863
3864                 /*
3865                  * W = @wg + \Sum rw_j
3866                  */
3867                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
3868
3869                 /*
3870                  * w = rw_i + @wl
3871                  */
3872                 w = se->my_q->load.weight + wl;
3873
3874                 /*
3875                  * wl = S * s'_i; see (2)
3876                  */
3877                 if (W > 0 && w < W)
3878                         wl = (w * tg->shares) / W;
3879                 else
3880                         wl = tg->shares;
3881
3882                 /*
3883                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
3884                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
3885                  * calc_cfs_shares().
3886                  */
3887                 if (wl < MIN_SHARES)
3888                         wl = MIN_SHARES;
3889
3890                 /*
3891                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
3892                  */
3893                 wl -= se->load.weight;
3894
3895                 /*
3896                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
3897                  * the final effective load change on the root group. Since
3898                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
3899                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
3900                  * resulting from this level per the above.
3901                  */
3902                 wg = 0;
3903         }
3904
3905         return wl;
3906 }
3907 #else
3908
3909 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3910 {
3911         return wl;
3912 }
3913
3914 #endif
3915
3916 static int wake_wide(struct task_struct *p)
3917 {
3918         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
3919
3920         /*
3921          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
3922          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
3923          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
3924          */
3925         if (p->wakee_flips > factor) {
3926                 /*
3927                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
3928                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
3929                  * it alone.
3930                  */
3931                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
3932                         return 1;
3933         }
3934
3935         return 0;
3936 }
3937
3938 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
3939 {
3940         s64 this_load, load;
3941         int idx, this_cpu, prev_cpu;
3942         unsigned long tl_per_task;
3943         struct task_group *tg;
3944         unsigned long weight;
3945         int balanced;
3946
3947         /*
3948          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
3949          * ourselves around too much.
3950          */
3951         if (wake_wide(p))
3952                 return 0;
3953
3954         idx       = sd->wake_idx;
3955         this_cpu  = smp_processor_id();
3956         prev_cpu  = task_cpu(p);
3957         load      = source_load(prev_cpu, idx);
3958         this_load = target_load(this_cpu, idx);
3959
3960         /*
3961          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
3962          * effect of the currently running task from the load
3963          * of the current CPU:
3964          */
3965         if (sync) {
3966                 tg = task_group(current);
3967                 weight = current->se.load.weight;
3968
3969                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
3970                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
3971         }
3972
3973         tg = task_group(p);
3974         weight = p->se.load.weight;
3975
3976         /*
3977          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
3978          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
3979          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
3980          * about that, so that's good too.
3981          *
3982          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
3983          * task to be woken on this_cpu.
3984          */
3985         if (this_load > 0) {
3986                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
3987
3988                 this_eff_load = 100;
3989                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
3990                 this_eff_load *= this_load +
3991                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
3992
3993                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
3994                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
3995                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
3996
3997                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
3998         } else
3999                 balanced = true;
4000
4001         /*
4002          * If the currently running task will sleep within
4003          * a reasonable amount of time then attract this newly
4004          * woken task:
4005          */
4006         if (sync && balanced)
4007                 return 1;
4008
4009         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4010         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
4011
4012         if (balanced ||
4013             (this_load <= load &&
4014              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
4015                 /*
4016                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
4017                  * p is cache cold in this domain, and
4018                  * there is no bad imbalance.
4019                  */
4020                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4021                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4022
4023                 return 1;
4024         }
4025         return 0;
4026 }
4027
4028 /*
4029  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4030  * domain.
4031  */
4032 static struct sched_group *
4033 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4034                   int this_cpu, int load_idx)
4035 {
4036         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4037         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4038         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4039
4040         do {
4041                 unsigned long load, avg_load;
4042                 int local_group;
4043                 int i;
4044
4045                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4046                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4047                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4048                         continue;
4049
4050                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4051                                                sched_group_cpus(group));
4052
4053                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4054                 avg_load = 0;
4055
4056                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4057                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4058                         if (local_group)
4059                                 load = source_load(i, load_idx);
4060                         else
4061                                 load = target_load(i, load_idx);
4062
4063                         avg_load += load;
4064                 }
4065
4066                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
4067                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4068
4069                 if (local_group) {
4070                         this_load = avg_load;
4071                 } else if (avg_load < min_load) {
4072                         min_load = avg_load;
4073                         idlest = group;
4074                 }
4075         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4076
4077         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4078                 return NULL;
4079         return idlest;
4080 }
4081
4082 /*
4083  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4084  */
4085 static int
4086 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4087 {
4088         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4089         int idlest = -1;
4090         int i;
4091
4092         /* Traverse only the allowed CPUs */
4093         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4094                 load = weighted_cpuload(i);
4095
4096                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4097                         min_load = load;
4098                         idlest = i;
4099                 }
4100         }
4101
4102         return idlest;
4103 }
4104
4105 /*
4106  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4107  */
4108 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4109 {
4110         struct sched_domain *sd;
4111         struct sched_group *sg;
4112         int i = task_cpu(p);
4113
4114         if (idle_cpu(target))
4115                 return target;
4116
4117         /*
4118          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4119          */
4120         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4121                 return i;
4122
4123         /*
4124          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4125          */
4126         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4127         for_each_lower_domain(sd) {
4128                 sg = sd->groups;
4129                 do {
4130                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4131                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4132                                 goto next;
4133
4134                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4135                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4136                                         goto next;
4137                         }
4138
4139                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4140                                         tsk_cpus_allowed(p));
4141                         goto done;
4142 next:
4143                         sg = sg->next;
4144                 } while (sg != sd->groups);
4145         }
4146 done:
4147         return target;
4148 }
4149
4150 /*
4151  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
4152  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
4153  * SD_BALANCE_EXEC.
4154  *
4155  * Balance, ie. select the least loaded group.
4156  *
4157  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
4158  *
4159  * preempt must be disabled.
4160  */
4161 static int
4162 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4163 {
4164         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4165         int cpu = smp_processor_id();
4166         int new_cpu = cpu;
4167         int want_affine = 0;
4168         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4169
4170         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
4171                 return prev_cpu;
4172
4173         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4174                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4175                         want_affine = 1;
4176                 new_cpu = prev_cpu;
4177         }
4178
4179         rcu_read_lock();
4180         for_each_domain(cpu, tmp) {
4181                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4182                         continue;
4183
4184                 /*
4185                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4186                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4187                  */
4188                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4189                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4190                         affine_sd = tmp;
4191                         break;
4192                 }
4193
4194                 if (tmp->flags & sd_flag)
4195                         sd = tmp;
4196         }
4197
4198         if (affine_sd) {
4199                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4200                         prev_cpu = cpu;
4201
4202                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4203                 goto unlock;
4204         }
4205
4206         while (sd) {
4207                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
4208                 struct sched_group *group;
4209                 int weight;
4210
4211                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4212                         sd = sd->child;
4213                         continue;
4214                 }
4215
4216                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4217                         load_idx = sd->wake_idx;
4218
4219                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
4220                 if (!group) {
4221                         sd = sd->child;
4222                         continue;
4223                 }
4224
4225                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4226                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4227                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4228                         sd = sd->child;
4229                         continue;
4230                 }
4231
4232                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4233                 cpu = new_cpu;
4234                 weight = sd->span_weight;
4235                 sd = NULL;
4236                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4237                         if (weight <= tmp->span_weight)
4238                                 break;
4239                         if (tmp->flags & sd_flag)
4240                                 sd = tmp;
4241                 }
4242                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4243         }
4244 unlock:
4245         rcu_read_unlock();
4246
4247         return new_cpu;
4248 }
4249
4250 /*
4251  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4252  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4253  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4254  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4255  */
4256 static void
4257 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4258 {
4259         struct sched_entity *se = &p->se;
4260         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4261
4262         /*
4263          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4264          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4265          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4266          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4267          */
4268         if (se->avg.decay_count) {
4269                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4270                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4271                                                 &cfs_rq->removed_load);
4272         }
4273 }
4274 #endif /* CONFIG_SMP */
4275
4276 static unsigned long
4277 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4278 {
4279         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4280
4281         /*
4282          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4283          * to virtual-time in his units.
4284          *
4285          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4286          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4287          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4288          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4289          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4290          *
4291          * This is especially important for buddies when the leftmost
4292          * task is higher priority than the buddy.
4293          */
4294         return calc_delta_fair(gran, se);
4295 }
4296
4297 /*
4298  * Should 'se' preempt 'curr'.
4299  *
4300  *             |s1
4301  *        |s2
4302  *   |s3
4303  *         g
4304  *      |<--->|c
4305  *
4306  *  w(c, s1) = -1
4307  *  w(c, s2) =  0
4308  *  w(c, s3) =  1
4309  *
4310  */
4311 static int
4312 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4313 {
4314         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4315
4316         if (vdiff <= 0)
4317                 return -1;
4318
4319         gran = wakeup_gran(curr, se);
4320         if (vdiff > gran)
4321                 return 1;
4322
4323         return 0;
4324 }
4325
4326 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4327 {
4328         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4329                 return;
4330
4331         for_each_sched_entity(se)
4332                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4333 }
4334
4335 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4336 {
4337         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4338                 return;
4339
4340         for_each_sched_entity(se)
4341                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4342 }
4343
4344 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4345 {
4346         for_each_sched_entity(se)
4347                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4348 }
4349
4350 /*
4351  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4352  */
4353 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4354 {
4355         struct task_struct *curr = rq->curr;
4356         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4357         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4358         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4359         int next_buddy_marked = 0;
4360
4361         if (unlikely(se == pse))
4362                 return;
4363
4364         /*
4365          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
4366          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4367          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4368          * next-buddy nomination below.
4369          */
4370         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4371                 return;
4372
4373         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4374                 set_next_buddy(pse);
4375                 next_buddy_marked = 1;
4376         }
4377
4378         /*
4379          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4380          * wake up path.
4381          *
4382          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4383          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4384          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4385          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4386          * below.
4387          */
4388         if (test_tsk_need_resched(curr))
4389                 return;
4390
4391         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4392         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4393             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4394                 goto preempt;
4395
4396         /*
4397          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4398          * is driven by the tick):
4399          */
4400         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4401                 return;
4402
4403         find_matching_se(&se, &pse);
4404         update_curr(cfs_rq_of(se));
4405         BUG_ON(!pse);
4406         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4407                 /*
4408                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4409                  * triggering this preemption.
4410                  */
4411                 if (!next_buddy_marked)
4412                         set_next_buddy(pse);
4413                 goto preempt;
4414         }
4415
4416         return;
4417
4418 preempt:
4419         resched_task(curr);
4420         /*
4421          * Only set the backward buddy when the current task is still
4422          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4423          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4424          * point, either of which can * drop the rq lock.
4425          *
4426          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4427          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4428          */
4429         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4430                 return;
4431
4432         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4433                 set_last_buddy(se);
4434 }
4435
4436 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
4437 {
4438         struct task_struct *p;
4439         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4440         struct sched_entity *se;
4441
4442         if (!cfs_rq->nr_running)
4443                 return NULL;
4444
4445         do {
4446                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
4447                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4448                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4449         } while (cfs_rq);
4450
4451         p = task_of(se);
4452         if (hrtick_enabled(rq))
4453                 hrtick_start_fair(rq, p);
4454
4455         return p;
4456 }
4457
4458 /*
4459  * Account for a descheduled task:
4460  */
4461 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4462 {
4463         struct sched_entity *se = &prev->se;
4464         struct cfs_rq *cfs_rq;
4465
4466         for_each_sched_entity(se) {
4467                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4468                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
4469         }
4470 }
4471
4472 /*
4473  * sched_yield() is very simple
4474  *
4475  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
4476  */
4477 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
4478 {
4479         struct task_struct *curr = rq->curr;
4480         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4481         struct sched_entity *se = &curr->se;
4482
4483         /*
4484          * Are we the only task in the tree?
4485          */
4486         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
4487                 return;
4488
4489         clear_buddies(cfs_rq, se);
4490
4491         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
4492                 update_rq_clock(rq);
4493                 /*
4494                  * Update run-time statistics of the 'current'.
4495                  */
4496                 update_curr(cfs_rq);
4497                 /*
4498                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
4499                  * so we don't do microscopic update in schedule()
4500                  * and double the fastpath cost.
4501                  */
4502                  rq->skip_clock_update = 1;
4503         }
4504
4505         set_skip_buddy(se);
4506 }
4507
4508 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
4509 {
4510         struct sched_entity *se = &p->se;
4511
4512         /* throttled hierarchies are not runnable */
4513         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
4514                 return false;
4515
4516         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
4517         set_next_buddy(se);
4518
4519         yield_task_fair(rq);
4520
4521         return true;
4522 }
4523
4524 #ifdef CONFIG_SMP
4525 /**************************************************
4526  * Fair scheduling class load-balancing methods.
4527  *
4528  * BASICS
4529  *
4530  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
4531  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
4532  * time to each task. This is expressed in the following equation:
4533  *
4534  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
4535  *
4536  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
4537  * W_i,0 is defined as:
4538  *
4539  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
4540  *
4541  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
4542  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
4543  *
4544  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
4545  * weight:
4546  *
4547  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
4548  *
4549  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
4550  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
4551  * can also include other factors [XXX].
4552  *
4553  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
4554  * directly from (1):
4555  *
4556  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
4557  *
4558  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
4559  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
4560  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
4561  *
4562  * [XXX expand on:
4563  *     - infeasible weights;
4564  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
4565  *
4566  *
4567  * SCHED DOMAINS
4568  *
4569  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
4570  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
4571  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
4572  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
4573  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
4574  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
4575  * the groups.
4576  *
4577  * This yields:
4578  *
4579  *     log_2 n     1     n
4580  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
4581  *     i = 0      2^i   2^i
4582  *                               `- size of each group
4583  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
4584  *         |         `- freq
4585  *         `- sum over all levels
4586  *
4587  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
4588  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
4589  *
4590  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
4591  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
4592  *
4593  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
4594  *
4595  *             log_2 n     
4596  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
4597  *             k = 0
4598  *
4599  * And you'll find that:
4600  *
4601  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
4602  *
4603  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
4604  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
4605  * of:
4606  *
4607  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
4608  *
4609  *
4610  * WORK CONSERVING
4611  *
4612  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
4613  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
4614  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
4615  *
4616  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
4617  * time.
4618  *
4619  * [XXX more?]
4620  *
4621  *
4622  * CGROUPS
4623  *
4624  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
4625  *
4626  *                                s_k,i
4627  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
4628  *                                 S_k
4629  *
4630  * Where
4631  *
4632  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
4633  *
4634  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
4635  *
4636  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
4637  * property.
4638  *
4639  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
4640  *      rewrite all of this once again.]
4641  */ 
4642
4643 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
4644
4645 enum fbq_type { regular, remote, all };
4646
4647 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
4648 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
4649 #define LBF_DST_PINNED  0x04
4650 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
4651
4652 struct lb_env {
4653         struct sched_domain     *sd;
4654
4655         struct rq               *src_rq;
4656         int                     src_cpu;
4657
4658         int                     dst_cpu;
4659         struct rq               *dst_rq;
4660
4661         struct cpumask          *dst_grpmask;
4662         int                     new_dst_cpu;
4663         enum cpu_idle_type      idle;
4664         long                    imbalance;
4665         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
4666         struct cpumask          *cpus;
4667
4668         unsigned int            flags;
4669
4670         unsigned int            loop;
4671         unsigned int            loop_break;
4672         unsigned int            loop_max;
4673
4674         enum fbq_type           fbq_type;
4675 };
4676
4677 /*
4678  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
4679  * Both runqueues must be locked.
4680  */
4681 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4682 {
4683         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
4684         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
4685         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
4686         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
4687 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4688         if (p->numa_preferred_nid != -1) {
4689                 int src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4690                 int dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4691
4692                 /*
4693                  * If the load balancer has moved the task then limit
4694                  * migrations from taking place in the short term in
4695                  * case this is a short-lived migration.
4696                  */
4697                 if (src_nid != dst_nid && dst_nid != p->numa_preferred_nid)
4698                         p->numa_migrate_seq = 0;
4699         }
4700 #endif
4701 }
4702
4703 /*
4704  * Is this task likely cache-hot:
4705  */
4706 static int
4707 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
4708 {
4709         s64 delta;
4710
4711         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
4712                 return 0;
4713
4714         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
4715                 return 0;
4716
4717         /*
4718          * Buddy candidates are cache hot:
4719          */
4720         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
4721                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
4722                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
4723                 return 1;
4724
4725         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
4726                 return 1;
4727         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
4728                 return 0;
4729
4730         delta = now - p->se.exec_start;
4731
4732         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
4733 }
4734
4735 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4736 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
4737 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4738 {
4739         int src_nid, dst_nid;
4740
4741         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults ||
4742             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
4743                 return false;
4744         }
4745
4746         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4747         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4748
4749         if (src_nid == dst_nid)
4750                 return false;
4751
4752         /* Always encourage migration to the preferred node. */
4753         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
4754                 return true;
4755
4756         /* If both task and group weight improve, this move is a winner. */
4757         if (task_weight(p, dst_nid) > task_weight(p, src_nid) &&
4758             group_weight(p, dst_nid) > group_weight(p, src_nid))
4759                 return true;
4760
4761         return false;
4762 }
4763
4764
4765 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4766 {
4767         int src_nid, dst_nid;
4768
4769         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
4770                 return false;
4771
4772         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
4773                 return false;
4774
4775         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4776         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4777
4778         if (src_nid == dst_nid)
4779                 return false;
4780
4781         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
4782         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
4783                 return true;
4784
4785         /* If either task or group weight get worse, don't do it. */
4786         if (task_weight(p, dst_nid) < task_weight(p, src_nid) ||
4787             group_weight(p, dst_nid) < group_weight(p, src_nid))
4788                 return true;
4789
4790         return false;
4791 }
4792
4793 #else
4794 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
4795                                              struct lb_env *env)
4796 {
4797         return false;
4798 }
4799
4800 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
4801                                              struct lb_env *env)
4802 {
4803         return false;
4804 }
4805 #endif
4806
4807 /*
4808  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
4809  */
4810 static
4811 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4812 {
4813         int tsk_cache_hot = 0;
4814         /*
4815          * We do not migrate tasks that are:
4816          * 1) throttled_lb_pair, or
4817          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
4818          * 3) running (obviously), or
4819          * 4) are cache-hot on their current CPU.
4820          */
4821         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
4822                 return 0;
4823
4824         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4825                 int cpu;
4826
4827                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
4828
4829                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
4830
4831                 /*
4832                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
4833                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
4834                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
4835                  *
4836                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
4837                  * one in current iteration.
4838                  */
4839                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
4840                         return 0;
4841
4842                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
4843                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
4844                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4845                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
4846                                 env->new_dst_cpu = cpu;
4847                                 break;
4848                         }
4849                 }
4850
4851                 return 0;
4852         }
4853
4854         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
4855         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
4856
4857         if (task_running(env->src_rq, p)) {
4858                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
4859                 return 0;
4860         }
4861
4862         /*
4863          * Aggressive migration if:
4864          * 1) destination numa is preferred
4865          * 2) task is cache cold, or
4866          * 3) too many balance attempts have failed.
4867          */
4868         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq), env->sd);
4869         if (!tsk_cache_hot)
4870                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
4871
4872         if (migrate_improves_locality(p, env)) {
4873 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4874                 if (tsk_cache_hot) {
4875                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4876                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4877                 }
4878 #endif
4879                 return 1;
4880         }
4881
4882         if (!tsk_cache_hot ||
4883                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
4884
4885                 if (tsk_cache_hot) {
4886                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4887                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4888                 }
4889
4890                 return 1;
4891         }
4892
4893         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
4894         return 0;
4895 }
4896
4897 /*
4898  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
4899  * part of active balancing operations within "domain".
4900  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4901  *
4902  * Called with both runqueues locked.
4903  */
4904 static int move_one_task(struct lb_env *env)
4905 {
4906         struct task_struct *p, *n;
4907
4908         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
4909                 if (!can_migrate_task(p, env))
4910                         continue;
4911
4912                 move_task(p, env);
4913                 /*
4914                  * Right now, this is only the second place move_task()
4915                  * is called, so we can safely collect move_task()
4916                  * stats here rather than inside move_task().
4917                  */
4918                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
4919                 return 1;
4920         }
4921         return 0;
4922 }
4923
4924 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
4925
4926 /*
4927  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
4928  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
4929  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4930  *
4931  * Called with both runqueues locked.
4932  */
4933 static int move_tasks(struct lb_env *env)
4934 {
4935         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
4936         struct task_struct *p;
4937         unsigned long load;
4938         int pulled = 0;
4939
4940         if (env->imbalance <= 0)
4941                 return 0;
4942
4943         while (!list_empty(tasks)) {
4944                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
4945
4946                 env->loop++;
4947                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
4948                 if (env->loop > env->loop_max)
4949                         break;
4950
4951                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
4952                 if (env->loop > env->loop_break) {
4953                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
4954                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
4955                         break;
4956                 }
4957
4958                 if (!can_migrate_task(p, env))
4959                         goto next;
4960
4961                 load = task_h_load(p);
4962
4963                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
4964                         goto next;
4965
4966                 if ((load / 2) > env->imbalance)
4967                         goto next;
4968
4969                 move_task(p, env);
4970                 pulled++;
4971                 env->imbalance -= load;
4972
4973 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4974                 /*
4975                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
4976                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
4977                  * the critical section.
4978                  */
4979                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
4980                         break;
4981 #endif
4982
4983                 /*
4984                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
4985                  * weighted load.
4986                  */
4987                 if (env->imbalance <= 0)
4988                         break;
4989
4990                 continue;
4991 next:
4992                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
4993         }
4994
4995         /*
4996          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
4997          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
4998          * inside move_task().
4999          */
5000         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
5001
5002         return pulled;
5003 }
5004
5005 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5006 /*
5007  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
5008  */
5009 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
5010 {
5011         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5012         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5013
5014         /* throttled entities do not contribute to load */
5015         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5016                 return;
5017
5018         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
5019
5020         if (se) {
5021                 update_entity_load_avg(se, 1);
5022                 /*
5023                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
5024                  * list removal.  This generally implies that all our children
5025                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
5026                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
5027                  * at enqueue.
5028                  *
5029                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
5030                  */
5031                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
5032                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5033         } else {
5034                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5035                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
5036         }
5037 }
5038
5039 static void update_blocked_averages(int cpu)
5040 {
5041         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5042         struct cfs_rq *cfs_rq;
5043         unsigned long flags;
5044
5045         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5046         update_rq_clock(rq);
5047         /*
5048          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5049          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5050          */
5051         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5052                 /*
5053                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5054                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5055                  * groups does not result in continually extending hold time.
5056                  */
5057                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5058         }
5059
5060         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5061 }
5062
5063 /*
5064  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5065  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5066  * group is a fraction of its parents load.
5067  */
5068 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5069 {
5070         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5071         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5072         unsigned long now = jiffies;
5073         unsigned long load;
5074
5075         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5076                 return;
5077
5078         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5079         for_each_sched_entity(se) {
5080                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5081                 cfs_rq->h_load_next = se;
5082                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5083                         break;
5084         }
5085
5086         if (!se) {
5087                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5088                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5089         }
5090
5091         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5092                 load = cfs_rq->h_load;
5093                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5094                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5095                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5096                 cfs_rq->h_load = load;
5097                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5098         }
5099 }
5100
5101 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5102 {
5103         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5104
5105         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5106         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5107                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5108 }
5109 #else
5110 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5111 {
5112 }
5113
5114 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5115 {
5116         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5117 }
5118 #endif
5119
5120 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5121 /*
5122  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5123  */
5124 struct sg_lb_stats {
5125         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5126         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5127         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5128         unsigned long load_per_task;
5129         unsigned long group_power;
5130         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5131         unsigned int group_capacity;
5132         unsigned int idle_cpus;
5133         unsigned int group_weight;
5134         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
5135         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
5136 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5137         unsigned int nr_numa_running;
5138         unsigned int nr_preferred_running;
5139 #endif
5140 };
5141
5142 /*
5143  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5144  *               during load balancing.
5145  */
5146 struct sd_lb_stats {
5147         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5148         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5149         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5150         unsigned long total_pwr;        /* Total power of all groups in sd */
5151         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5152
5153         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5154         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5155 };
5156
5157 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5158 {
5159         /*
5160          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5161          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5162          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5163          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5164          */
5165         *sds = (struct sd_lb_stats){
5166                 .busiest = NULL,
5167                 .local = NULL,
5168                 .total_load = 0UL,
5169                 .total_pwr = 0UL,
5170                 .busiest_stat = {
5171                         .avg_load = 0UL,
5172                 },
5173         };
5174 }
5175
5176 /**
5177  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5178  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5179  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
5180  *
5181  * Return: The load index.
5182  */
5183 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5184                                         enum cpu_idle_type idle)
5185 {
5186         int load_idx;
5187
5188         switch (idle) {
5189         case CPU_NOT_IDLE:
5190                 load_idx = sd->busy_idx;
5191                 break;
5192
5193         case CPU_NEWLY_IDLE:
5194                 load_idx = sd->newidle_idx;
5195                 break;
5196         default:
5197                 load_idx = sd->idle_idx;
5198                 break;
5199         }
5200
5201         return load_idx;
5202 }
5203
5204 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5205 {
5206         return SCHED_POWER_SCALE;
5207 }
5208
5209 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5210 {
5211         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
5212 }
5213
5214 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5215 {
5216         unsigned long weight = sd->span_weight;
5217         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
5218
5219         smt_gain /= weight;
5220
5221         return smt_gain;
5222 }
5223
5224 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5225 {
5226         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
5227 }
5228
5229 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
5230 {
5231         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5232         u64 total, available, age_stamp, avg;
5233
5234         /*
5235          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5236          * we read them once before doing sanity checks on them.
5237          */
5238         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5239         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5240
5241         total = sched_avg_period() + (rq_clock(rq) - age_stamp);
5242
5243         if (unlikely(total < avg)) {
5244                 /* Ensures that power won't end up being negative */
5245                 available = 0;
5246         } else {
5247                 available = total - avg;
5248         }
5249
5250         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
5251                 total = SCHED_POWER_SCALE;
5252
5253         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5254
5255         return div_u64(available, total);
5256 }
5257
5258 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5259 {
5260         unsigned long weight = sd->span_weight;
5261         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
5262         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5263
5264         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
5265                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
5266                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
5267                 else
5268                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
5269
5270                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5271         }
5272
5273         sdg->sgp->power_orig = power;
5274
5275         if (sched_feat(ARCH_POWER))
5276                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
5277         else
5278                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
5279
5280         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5281
5282         power *= scale_rt_power(cpu);
5283         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5284
5285         if (!power)
5286                 power = 1;
5287
5288         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
5289         sdg->sgp->power = power;
5290 }
5291
5292 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5293 {
5294         struct sched_domain *child = sd->child;
5295         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
5296         unsigned long power, power_orig;
5297         unsigned long interval;
5298
5299         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5300         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5301         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
5302
5303         if (!child) {
5304                 update_cpu_power(sd, cpu);
5305                 return;
5306         }
5307
5308         power_orig = power = 0;
5309
5310         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
5311                 /*
5312                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
5313                  * span the current group.
5314                  */
5315
5316                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
5317                         struct sched_group *sg = cpu_rq(cpu)->sd->groups;
5318
5319                         power_orig += sg->sgp->power_orig;
5320                         power += sg->sgp->power;
5321                 }
5322         } else  {
5323                 /*
5324                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
5325                  * span the current group.
5326                  */ 
5327
5328                 group = child->groups;
5329                 do {
5330                         power_orig += group->sgp->power_orig;
5331                         power += group->sgp->power;
5332                         group = group->next;
5333                 } while (group != child->groups);
5334         }
5335
5336         sdg->sgp->power_orig = power_orig;
5337         sdg->sgp->power = power;
5338 }
5339
5340 /*
5341  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
5342  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
5343  * which on its own isn't powerful enough.
5344  *
5345  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
5346  */
5347 static inline int
5348 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
5349 {
5350         /*
5351          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
5352          */
5353         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
5354                 return 0;
5355
5356         /*
5357          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
5358          */
5359         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
5360                 return 1;
5361
5362         return 0;
5363 }
5364
5365 /*
5366  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
5367  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
5368  *
5369  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
5370  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
5371  * Something like:
5372  *
5373  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
5374  *              *     * * *
5375  *
5376  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
5377  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
5378  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
5379  *
5380  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
5381  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
5382  * moving tasks due to affinity constraints.
5383  *
5384  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
5385  * update_sd_pick_busiest(). And calculcate_imbalance() and
5386  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
5387  * to create an effective group imbalance.
5388  *
5389  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
5390  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
5391  * subtle and fragile situation.
5392  */
5393
5394 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
5395 {
5396         return group->sgp->imbalance;
5397 }
5398
5399 /*
5400  * Compute the group capacity.
5401  *
5402  * Avoid the issue where N*frac(smt_power) >= 1 creates 'phantom' cores by
5403  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
5404  * and limit power unit capacity with that.
5405  */
5406 static inline int sg_capacity(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
5407 {
5408         unsigned int capacity, smt, cpus;
5409         unsigned int power, power_orig;
5410
5411         power = group->sgp->power;
5412         power_orig = group->sgp->power_orig;
5413         cpus = group->group_weight;
5414
5415         /* smt := ceil(cpus / power), assumes: 1 < smt_power < 2 */
5416         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_POWER_SCALE * cpus, power_orig);
5417         capacity = cpus / smt; /* cores */
5418
5419         capacity = min_t(unsigned, capacity, DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE));
5420         if (!capacity)
5421                 capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5422
5423         return capacity;
5424 }
5425
5426 /**
5427  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
5428  * @env: The load balancing environment.
5429  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
5430  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
5431  * @local_group: Does group contain this_cpu.
5432  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
5433  */
5434 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
5435                         struct sched_group *group, int load_idx,
5436                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
5437 {
5438         unsigned long nr_running;
5439         unsigned long load;
5440         int i;
5441
5442         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
5443
5444         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5445                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5446
5447                 nr_running = rq->nr_running;
5448
5449                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5450                 if (local_group)
5451                         load = target_load(i, load_idx);
5452                 else
5453                         load = source_load(i, load_idx);
5454
5455                 sgs->group_load += load;
5456                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
5457 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5458                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
5459                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
5460 #endif
5461                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
5462                 if (idle_cpu(i))
5463                         sgs->idle_cpus++;
5464         }
5465
5466         /* Adjust by relative CPU power of the group */
5467         sgs->group_power = group->sgp->power;
5468         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / sgs->group_power;
5469
5470         if (sgs->sum_nr_running)
5471                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
5472
5473         sgs->group_weight = group->group_weight;
5474
5475         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
5476         sgs->group_capacity = sg_capacity(env, group);
5477
5478         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
5479                 sgs->group_has_capacity = 1;
5480 }
5481
5482 /**
5483  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
5484  * @env: The load balancing environment.
5485  * @sds: sched_domain statistics
5486  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
5487  * @sgs: sched_group statistics
5488  *
5489  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
5490  * busiest group.
5491  *
5492  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
5493  * busiest group. %false otherwise.
5494  */
5495 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
5496                                    struct sd_lb_stats *sds,
5497                                    struct sched_group *sg,
5498                                    struct sg_lb_stats *sgs)
5499 {
5500         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
5501                 return false;
5502
5503         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
5504                 return true;
5505
5506         if (sgs->group_imb)
5507                 return true;
5508
5509         /*
5510          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
5511          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
5512          * higher than ourself as busy.
5513          */
5514         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
5515             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
5516                 if (!sds->busiest)
5517                         return true;
5518
5519                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
5520                         return true;
5521         }
5522
5523         return false;
5524 }
5525
5526 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5527 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5528 {
5529         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
5530                 return regular;
5531         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
5532                 return remote;
5533         return all;
5534 }
5535
5536 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5537 {
5538         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
5539                 return regular;
5540         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
5541                 return remote;
5542         return all;
5543 }
5544 #else
5545 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5546 {
5547         return all;
5548 }
5549
5550 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5551 {
5552         return regular;
5553 }
5554 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5555
5556 /**
5557  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
5558  * @env: The load balancing environment.
5559  * @balance: Should we balance.
5560  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
5561  */
5562 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5563 {
5564         struct sched_domain *child = env->sd->child;
5565         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5566         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
5567         int load_idx, prefer_sibling = 0;
5568
5569         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
5570                 prefer_sibling = 1;
5571
5572         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
5573
5574         do {
5575                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
5576                 int local_group;
5577
5578                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
5579                 if (local_group) {
5580                         sds->local = sg;
5581                         sgs = &sds->local_stat;
5582
5583                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
5584                             time_after_eq(jiffies, sg->sgp->next_update))
5585                                 update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
5586                 }
5587
5588                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs);
5589
5590                 if (local_group)
5591                         goto next_group;
5592
5593                 /*
5594                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
5595                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
5596                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
5597                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
5598                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
5599                  * extra check prevents the case where you always pull from the
5600                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
5601                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
5602                  */
5603                 if (prefer_sibling && sds->local &&
5604                     sds->local_stat.group_has_capacity)
5605                         sgs->group_capacity = min(sgs->group_capacity, 1U);
5606
5607                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
5608                         sds->busiest = sg;
5609                         sds->busiest_stat = *sgs;
5610                 }
5611
5612 next_group:
5613                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
5614                 sds->total_load += sgs->group_load;
5615                 sds->total_pwr += sgs->group_power;
5616
5617                 sg = sg->next;
5618         } while (sg != env->sd->groups);
5619
5620         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
5621                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
5622 }
5623
5624 /**
5625  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
5626  *                      sched doman.
5627  *
5628  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
5629  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
5630  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
5631  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
5632  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
5633  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
5634  *
5635  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
5636  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
5637  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
5638  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
5639  * number.
5640  *
5641  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
5642  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
5643  *
5644  * @env: The load balancing environment.
5645  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
5646  */
5647 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5648 {
5649         int busiest_cpu;
5650
5651         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
5652                 return 0;
5653
5654         if (!sds->busiest)
5655                 return 0;
5656
5657         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
5658         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
5659                 return 0;
5660
5661         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
5662                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_power,
5663                 SCHED_POWER_SCALE);
5664
5665         return 1;
5666 }
5667
5668 /**
5669  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
5670  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
5671  *                      load balancing.
5672  * @env: The load balancing environment.
5673  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5674  */
5675 static inline
5676 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5677 {
5678         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
5679         unsigned int imbn = 2;
5680         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
5681         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5682
5683         local = &sds->local_stat;
5684         busiest = &sds->busiest_stat;
5685
5686         if (!local->sum_nr_running)
5687                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
5688         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
5689                 imbn = 1;
5690
5691         scaled_busy_load_per_task =
5692                 (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5693                 busiest->group_power;
5694
5695         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
5696             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
5697                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5698                 return;
5699         }
5700
5701         /*
5702          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
5703          * however we may be able to increase total CPU power used by
5704          * moving them.
5705          */
5706
5707         pwr_now += busiest->group_power *
5708                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
5709         pwr_now += local->group_power *
5710                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
5711         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
5712
5713         /* Amount of load we'd subtract */
5714         tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5715                 busiest->group_power;
5716         if (busiest->avg_load > tmp) {
5717                 pwr_move += busiest->group_power *
5718                             min(busiest->load_per_task,
5719                                 busiest->avg_load - tmp);
5720         }
5721
5722         /* Amount of load we'd add */
5723         if (busiest->avg_load * busiest->group_power <
5724             busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) {
5725                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_power) /
5726                       local->group_power;
5727         } else {
5728                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5729                       local->group_power;
5730         }
5731         pwr_move += local->group_power *
5732                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
5733         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
5734
5735         /* Move if we gain throughput */
5736         if (pwr_move > pwr_now)
5737                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5738 }
5739
5740 /**
5741  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
5742  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
5743  * @env: load balance environment
5744  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5745  */
5746 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5747 {
5748         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
5749         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5750
5751         local = &sds->local_stat;
5752         busiest = &sds->busiest_stat;
5753
5754         if (busiest->group_imb) {
5755                 /*
5756                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
5757                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
5758                  */
5759                 busiest->load_per_task =
5760                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
5761         }
5762
5763         /*
5764          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
5765          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
5766          * its cpu_power, while calculating max_load..)
5767          */
5768         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
5769             local->avg_load >= sds->avg_load) {
5770                 env->imbalance = 0;
5771                 return fix_small_imbalance(env, sds);
5772         }
5773
5774         if (!busiest->group_imb) {
5775                 /*
5776                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
5777                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
5778                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
5779                  */
5780                 load_above_capacity =
5781                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity);
5782
5783                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
5784                 load_above_capacity /= busiest->group_power;
5785         }
5786
5787         /*
5788          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
5789          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
5790          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
5791          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
5792          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
5793          * for the minimum possible imbalance.
5794          */
5795         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
5796
5797         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
5798         env->imbalance = min(
5799                 max_pull * busiest->group_power,
5800                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_power
5801         ) / SCHED_POWER_SCALE;
5802
5803         /*
5804          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
5805          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
5806          * a think about bumping its value to force at least one task to be
5807          * moved
5808          */
5809         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
5810                 return fix_small_imbalance(env, sds);
5811 }
5812
5813 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
5814
5815 /**
5816  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
5817  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
5818  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
5819  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
5820  * such a group exists.
5821  *
5822  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
5823  * to restore balance.
5824  *
5825  * @env: The load balancing environment.
5826  *
5827  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
5828  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
5829  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
5830  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
5831  */
5832 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
5833 {
5834         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5835         struct sd_lb_stats sds;
5836
5837         init_sd_lb_stats(&sds);
5838
5839         /*
5840          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
5841          * this level.
5842          */
5843         update_sd_lb_stats(env, &sds);
5844         local = &sds.local_stat;
5845         busiest = &sds.busiest_stat;
5846
5847         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
5848             check_asym_packing(env, &sds))
5849                 return sds.busiest;
5850
5851         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
5852         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
5853                 goto out_balanced;
5854
5855         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
5856
5857         /*
5858          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
5859          * work because they assume all things are equal, which typically
5860          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
5861          */
5862         if (busiest->group_imb)
5863                 goto force_balance;
5864
5865         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
5866         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_capacity &&
5867             !busiest->group_has_capacity)
5868                 goto force_balance;
5869
5870         /*
5871          * If the local group is more busy than the selected busiest group
5872          * don't try and pull any tasks.
5873          */
5874         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
5875                 goto out_balanced;
5876
5877         /*
5878          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
5879          * average load.
5880          */
5881         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
5882                 goto out_balanced;
5883
5884         if (env->idle == CPU_IDLE) {
5885                 /*
5886                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
5887                  * have more tasks than the number of available cpu's and
5888                  * there is no imbalance between this and busiest group
5889                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
5890                  */
5891                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
5892                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
5893                         goto out_balanced;
5894         } else {
5895                 /*
5896                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
5897                  * imbalance_pct to be conservative.
5898                  */
5899                 if (100 * busiest->avg_load <=
5900                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
5901                         goto out_balanced;
5902         }
5903
5904 force_balance:
5905         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
5906         calculate_imbalance(env, &sds);
5907         return sds.busiest;
5908
5909 out_balanced:
5910         env->imbalance = 0;
5911         return NULL;
5912 }
5913
5914 /*
5915  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
5916  */
5917 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
5918                                      struct sched_group *group)
5919 {
5920         struct rq *busiest = NULL, *rq;
5921         unsigned long busiest_load = 0, busiest_power = 1;
5922         int i;
5923
5924         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5925                 unsigned long power, capacity, wl;
5926                 enum fbq_type rt;
5927
5928                 rq = cpu_rq(i);
5929                 rt = fbq_classify_rq(rq);
5930
5931                 /*
5932                  * We classify groups/runqueues into three groups:
5933                  *  - regular: there are !numa tasks
5934                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
5935                  *  - all:     there is no distinction
5936                  *
5937                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
5938                  * ignore those when there's better options.
5939                  *
5940                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
5941                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
5942                  * queue by moving tasks around inside the node.
5943                  *
5944                  * If we cannot move enough load due to this classification
5945                  * the next pass will adjust the group classification and
5946                  * allow migration of more tasks.
5947                  *
5948                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
5949                  */
5950                 if (rt > env->fbq_type)
5951                         continue;
5952
5953                 power = power_of(i);
5954                 capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE);
5955                 if (!capacity)
5956                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5957
5958                 wl = weighted_cpuload(i);
5959
5960                 /*
5961                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
5962                  * which is not scaled with the cpu power.
5963                  */
5964                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
5965                         continue;
5966
5967                 /*
5968                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
5969                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
5970                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
5971                  * running at a lower capacity.
5972                  *
5973                  * Thus we're looking for max(wl_i / power_i), crosswise
5974                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
5975                  * to: wl_i * power_j > wl_j * power_i;  where j is our
5976                  * previous maximum.
5977                  */
5978                 if (wl * busiest_power > busiest_load * power) {
5979                         busiest_load = wl;
5980                         busiest_power = power;
5981                         busiest = rq;
5982                 }
5983         }
5984
5985         return busiest;
5986 }
5987
5988 /*
5989  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
5990  * so long as it is large enough.
5991  */
5992 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
5993
5994 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
5995 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5996
5997 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
5998 {
5999         struct sched_domain *sd = env->sd;
6000
6001         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6002
6003                 /*
6004                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6005                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6006                  * lowest numbered CPUs.
6007                  */
6008                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6009                         return 1;
6010         }
6011
6012         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6013 }
6014
6015 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6016
6017 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6018 {
6019         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6020         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6021         int cpu, balance_cpu = -1;
6022
6023         /*
6024          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6025          * to do the newly idle load balance.
6026          */
6027         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6028                 return 1;
6029
6030         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6031         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6032         /* Try to find first idle cpu */
6033         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6034                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6035                         continue;
6036
6037                 balance_cpu = cpu;
6038                 break;
6039         }
6040
6041         if (balance_cpu == -1)
6042                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6043
6044         /*
6045          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6046          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6047          */
6048         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6049 }
6050
6051 /*
6052  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6053  * tasks if there is an imbalance.
6054  */
6055 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6056                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6057                         int *continue_balancing)
6058 {
6059         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6060         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6061         struct sched_group *group;
6062         struct rq *busiest;
6063         unsigned long flags;
6064         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
6065
6066         struct lb_env env = {
6067                 .sd             = sd,
6068                 .dst_cpu        = this_cpu,
6069                 .dst_rq         = this_rq,
6070                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6071                 .idle           = idle,
6072                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6073                 .cpus           = cpus,
6074                 .fbq_type       = all,
6075         };
6076
6077         /*
6078          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6079          * other cpus in our group
6080          */
6081         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6082                 env.dst_grpmask = NULL;
6083
6084         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6085
6086         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6087
6088 redo:
6089         if (!should_we_balance(&env)) {
6090                 *continue_balancing = 0;
6091                 goto out_balanced;
6092         }
6093
6094         group = find_busiest_group(&env);
6095         if (!group) {
6096                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6097                 goto out_balanced;
6098         }
6099
6100         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6101         if (!busiest) {
6102                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6103                 goto out_balanced;
6104         }
6105
6106         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6107
6108         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6109
6110         ld_moved = 0;
6111         if (busiest->nr_running > 1) {
6112                 /*
6113                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6114                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6115                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6116                  * correctly treated as an imbalance.
6117                  */
6118                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6119                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6120                 env.src_rq    = busiest;
6121                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6122
6123 more_balance:
6124                 local_irq_save(flags);
6125                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
6126
6127                 /*
6128                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6129                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6130                  */
6131                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
6132                 ld_moved += cur_ld_moved;
6133                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
6134                 local_irq_restore(flags);
6135
6136                 /*
6137                  * some other cpu did the load balance for us.
6138                  */
6139                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
6140                         resched_cpu(env.dst_cpu);
6141
6142                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6143                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6144                         goto more_balance;
6145                 }
6146
6147                 /*
6148                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6149                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6150                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6151                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6152                  * sched_group.
6153                  *
6154                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6155                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6156                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6157                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6158                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6159                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6160                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6161                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6162                  * This however should not happen so much in practice and
6163                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6164                  * excess load moved.
6165                  */
6166                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6167
6168                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6169                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6170
6171                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6172                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6173                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6174                         env.loop         = 0;
6175                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6176
6177                         /*
6178                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6179                          * need to continue with same src_cpu.
6180                          */
6181                         goto more_balance;
6182                 }
6183
6184                 /*
6185                  * We failed to reach balance because of affinity.
6186                  */
6187                 if (sd_parent) {
6188                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgp->imbalance;
6189
6190                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6191                                 *group_imbalance = 1;
6192                         } else if (*group_imbalance)
6193                                 *group_imbalance = 0;
6194                 }
6195
6196                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6197                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6198                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6199                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6200                                 env.loop = 0;
6201                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6202                                 goto redo;
6203                         }
6204                         goto out_balanced;
6205                 }
6206         }
6207
6208         if (!ld_moved) {
6209                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
6210                 /*
6211                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
6212                  * We do not want newidle balance, which can be very
6213                  * frequent, pollute the failure counter causing
6214                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
6215                  */
6216                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
6217                         sd->nr_balance_failed++;
6218
6219                 if (need_active_balance(&env)) {
6220                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6221
6222                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
6223                          * if the curr task on busiest cpu can't be
6224                          * moved to this_cpu
6225                          */
6226                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
6227                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
6228                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
6229                                                             flags);
6230                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6231                                 goto out_one_pinned;
6232                         }
6233
6234                         /*
6235                          * ->active_balance synchronizes accesses to
6236                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
6237                          * only after active load balance is finished.
6238                          */
6239                         if (!busiest->active_balance) {
6240                                 busiest->active_balance = 1;
6241                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
6242                                 active_balance = 1;
6243                         }
6244                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
6245
6246                         if (active_balance) {
6247                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
6248                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
6249                                         &busiest->active_balance_work);
6250                         }
6251
6252                         /*
6253                          * We've kicked active balancing, reset the failure
6254                          * counter.
6255                          */
6256                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
6257                 }
6258         } else
6259                 sd->nr_balance_failed = 0;
6260
6261         if (likely(!active_balance)) {
6262                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
6263                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
6264         } else {
6265                 /*
6266                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
6267                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
6268                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
6269                  * move_tasks).
6270                  */
6271                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
6272                         sd->balance_interval *= 2;
6273         }
6274
6275         goto out;
6276
6277 out_balanced:
6278         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
6279
6280         sd->nr_balance_failed = 0;
6281
6282 out_one_pinned:
6283         /* tune up the balancing interval */
6284         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
6285                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
6286                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
6287                 sd->balance_interval *= 2;
6288
6289         ld_moved = 0;
6290 out:
6291         return ld_moved;
6292 }
6293
6294 /*
6295  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
6296  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
6297  */
6298 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
6299 {
6300         struct sched_domain *sd;
6301         int pulled_task = 0;
6302         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
6303         u64 curr_cost = 0;
6304
6305         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
6306
6307         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
6308                 return;
6309
6310         /*
6311          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
6312          */
6313         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
6314
6315         update_blocked_averages(this_cpu);
6316         rcu_read_lock();
6317         for_each_domain(this_cpu, sd) {
6318                 unsigned long interval;
6319                 int continue_balancing = 1;
6320                 u64 t0, domain_cost;
6321
6322                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6323                         continue;
6324
6325                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
6326                         break;
6327
6328                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
6329                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
6330
6331                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
6332                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
6333                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
6334                                                    &continue_balancing);
6335
6336                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
6337                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
6338                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
6339
6340                         curr_cost += domain_cost;
6341                 }
6342
6343                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6344                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
6345                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6346                 if (pulled_task) {
6347                         this_rq->idle_stamp = 0;
6348                         break;
6349                 }
6350         }
6351         rcu_read_unlock();
6352
6353         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
6354
6355         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
6356                 /*
6357                  * We are going idle. next_balance may be set based on
6358                  * a busy processor. So reset next_balance.
6359                  */
6360                 this_rq->next_balance = next_balance;
6361         }
6362
6363         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
6364                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
6365 }
6366
6367 /*
6368  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
6369  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
6370  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
6371  * avoids physical / logical imbalances.
6372  */
6373 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
6374 {
6375         struct rq *busiest_rq = data;
6376         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
6377         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
6378         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
6379         struct sched_domain *sd;
6380
6381         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
6382
6383         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
6384         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
6385                      !busiest_rq->active_balance))
6386                 goto out_unlock;
6387
6388         /* Is there any task to move? */
6389         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
6390                 goto out_unlock;
6391
6392         /*
6393          * This condition is "impossible", if it occurs
6394          * we need to fix it. Originally reported by
6395          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
6396          */
6397         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
6398
6399         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
6400         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
6401
6402         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
6403         rcu_read_lock();
6404         for_each_domain(target_cpu, sd) {
6405                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
6406                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
6407                                 break;
6408         }
6409
6410         if (likely(sd)) {
6411                 struct lb_env env = {
6412                         .sd             = sd,
6413                         .dst_cpu        = target_cpu,
6414                         .dst_rq         = target_rq,
6415                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
6416                         .src_rq         = busiest_rq,
6417                         .idle           = CPU_IDLE,
6418                 };
6419
6420                 schedstat_inc(sd, alb_count);
6421
6422                 if (move_one_task(&env))
6423                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
6424                 else
6425                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
6426         }
6427         rcu_read_unlock();
6428         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
6429 out_unlock:
6430         busiest_rq->active_balance = 0;
6431         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
6432         return 0;
6433 }
6434
6435 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6436 /*
6437  * idle load balancing details
6438  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
6439  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
6440  *   load balancing for all the idle CPUs.
6441  */
6442 static struct {
6443         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6444         atomic_t nr_cpus;
6445         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6446 } nohz ____cacheline_aligned;
6447
6448 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
6449 {
6450         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
6451
6452         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
6453                 return ilb;
6454
6455         return nr_cpu_ids;
6456 }
6457
6458 /*
6459  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
6460  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
6461  * CPU (if there is one).
6462  */
6463 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
6464 {
6465         int ilb_cpu;
6466
6467         nohz.next_balance++;
6468
6469         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
6470
6471         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
6472                 return;
6473
6474         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
6475                 return;
6476         /*
6477          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
6478          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
6479          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
6480          * will be run before returning from the IPI.
6481          */
6482         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
6483         return;
6484 }
6485
6486 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
6487 {
6488         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
6489                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6490                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
6491                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6492         }
6493 }
6494
6495 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
6496 {
6497         struct sched_domain *sd;
6498
6499         rcu_read_lock();
6500         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
6501
6502         if (!sd || !sd->nohz_idle)
6503                 goto unlock;
6504         sd->nohz_idle = 0;
6505
6506         for (; sd; sd = sd->parent)
6507                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6508 unlock:
6509         rcu_read_unlock();
6510 }
6511
6512 void set_cpu_sd_state_idle(void)
6513 {
6514         struct sched_domain *sd;
6515
6516         rcu_read_lock();
6517         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
6518
6519         if (!sd || sd->nohz_idle)
6520                 goto unlock;
6521         sd->nohz_idle = 1;
6522
6523         for (; sd; sd = sd->parent)
6524                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6525 unlock:
6526         rcu_read_unlock();
6527 }
6528
6529 /*
6530  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
6531  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
6532  */
6533 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
6534 {
6535         /*
6536          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
6537          */
6538         if (!cpu_active(cpu))
6539                 return;
6540
6541         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
6542                 return;
6543
6544         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6545         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
6546         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6547 }
6548
6549 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
6550                                         unsigned long action, void *hcpu)
6551 {
6552         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6553         case CPU_DYING:
6554                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
6555                 return NOTIFY_OK;
6556         default:
6557                 return NOTIFY_DONE;
6558         }
6559 }
6560 #endif
6561
6562 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
6563
6564 /*
6565  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
6566  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
6567  */
6568 void update_max_interval(void)
6569 {
6570         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
6571 }
6572
6573 /*
6574  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
6575  * and initiates a balancing operation if so.
6576  *
6577  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
6578  */
6579 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
6580 {
6581         int continue_balancing = 1;
6582         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6583         unsigned long interval;
6584         struct sched_domain *sd;
6585         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
6586         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
6587         int update_next_balance = 0;
6588         int need_serialize, need_decay = 0;
6589         u64 max_cost = 0;
6590
6591         update_blocked_averages(cpu);
6592
6593         rcu_read_lock();
6594         for_each_domain(cpu, sd) {
6595                 /*
6596                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
6597                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
6598                  */
6599                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
6600                         sd->max_newidle_lb_cost =
6601                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
6602                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
6603                         need_decay = 1;
6604                 }
6605                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
6606
6607                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6608                         continue;
6609
6610                 /*
6611                  * Stop the load balance at this level. There is another
6612                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
6613                  * actively.
6614                  */
6615                 if (!continue_balancing) {
6616                         if (need_decay)
6617                                 continue;
6618                         break;
6619                 }
6620
6621                 interval = sd->balance_interval;
6622                 if (idle != CPU_IDLE)
6623                         interval *= sd->busy_factor;
6624
6625                 /* scale ms to jiffies */
6626                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
6627                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6628
6629                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
6630
6631                 if (need_serialize) {
6632                         if (!spin_trylock(&balancing))
6633                                 goto out;
6634                 }
6635
6636                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
6637                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
6638                                 /*
6639                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
6640                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
6641                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
6642                                  */
6643                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6644                         }
6645                         sd->last_balance = jiffies;
6646                 }
6647                 if (need_serialize)
6648                         spin_unlock(&balancing);
6649 out:
6650                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
6651                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6652                         update_next_balance = 1;
6653                 }
6654         }
6655         if (need_decay) {
6656                 /*
6657                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
6658                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
6659                  */
6660                 rq->max_idle_balance_cost =
6661                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
6662         }
6663         rcu_read_unlock();
6664
6665         /*
6666          * next_balance will be updated only when there is a need.
6667          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
6668          * updated.
6669          */
6670         if (likely(update_next_balance))
6671                 rq->next_balance = next_balance;
6672 }
6673
6674 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6675 /*
6676  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
6677  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
6678  */
6679 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
6680 {
6681         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
6682         struct rq *rq;
6683         int balance_cpu;
6684
6685         if (idle != CPU_IDLE ||
6686             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
6687                 goto end;
6688
6689         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
6690                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
6691                         continue;
6692
6693                 /*
6694                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
6695                  * work being done for other cpus. Next load
6696                  * balancing owner will pick it up.
6697                  */
6698                 if (need_resched())
6699                         break;
6700
6701                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
6702
6703                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
6704                 update_rq_clock(rq);
6705                 update_idle_cpu_load(rq);
6706                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
6707
6708                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
6709
6710                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
6711                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
6712         }
6713         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
6714 end:
6715         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
6716 }
6717
6718 /*
6719  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
6720  * of an idle cpu is the system.
6721  *   - This rq has more than one task.
6722  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
6723  *     busy cpu's exceeding the group's power.
6724  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
6725  *     domain span are idle.
6726  */
6727 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
6728 {
6729         unsigned long now = jiffies;
6730         struct sched_domain *sd;
6731
6732         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
6733                 return 0;
6734
6735        /*
6736         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
6737         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
6738         */
6739         set_cpu_sd_state_busy();
6740         nohz_balance_exit_idle(cpu);
6741
6742         /*
6743          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
6744          * balancing.
6745          */
6746         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
6747                 return 0;
6748
6749         if (time_before(now, nohz.next_balance))
6750                 return 0;
6751
6752         if (rq->nr_running >= 2)
6753                 goto need_kick;
6754
6755         rcu_read_lock();
6756         for_each_domain(cpu, sd) {
6757                 struct sched_group *sg = sd->groups;
6758                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
6759                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
6760
6761                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
6762                         goto need_kick_unlock;
6763
6764                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
6765                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
6766                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
6767                         goto need_kick_unlock;
6768
6769                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
6770                         break;
6771         }
6772         rcu_read_unlock();
6773         return 0;
6774
6775 need_kick_unlock:
6776         rcu_read_unlock();
6777 need_kick:
6778         return 1;
6779 }
6780 #else
6781 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
6782 #endif
6783
6784 /*
6785  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
6786  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
6787  */
6788 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
6789 {
6790         int this_cpu = smp_processor_id();
6791         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
6792         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
6793                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6794
6795         rebalance_domains(this_cpu, idle);
6796
6797         /*
6798          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
6799          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
6800          * stopped.
6801          */
6802         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
6803 }
6804
6805 static inline int on_null_domain(int cpu)
6806 {
6807         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
6808 }
6809
6810 /*
6811  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
6812  */
6813 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
6814 {
6815         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
6816         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
6817             likely(!on_null_domain(cpu)))
6818                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
6819 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6820         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
6821                 nohz_balancer_kick(cpu);
6822 #endif
6823 }
6824
6825 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
6826 {
6827         update_sysctl();
6828 }
6829
6830 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
6831 {
6832         update_sysctl();
6833
6834         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
6835         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
6836 }
6837
6838 #endif /* CONFIG_SMP */
6839
6840 /*
6841  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
6842  */
6843 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
6844 {
6845         struct cfs_rq *cfs_rq;
6846         struct sched_entity *se = &curr->se;
6847
6848         for_each_sched_entity(se) {
6849                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6850                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
6851         }
6852
6853         if (numabalancing_enabled)
6854                 task_tick_numa(rq, curr);
6855
6856         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
6857 }
6858
6859 /*
6860  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
6861  *  - child not yet on the tasklist
6862  *  - preemption disabled
6863  */
6864 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
6865 {
6866         struct cfs_rq *cfs_rq;
6867         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
6868         int this_cpu = smp_processor_id();
6869         struct rq *rq = this_rq();
6870         unsigned long flags;
6871
6872         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6873
6874         update_rq_clock(rq);
6875
6876         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
6877         curr = cfs_rq->curr;
6878
6879         /*
6880          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
6881          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
6882          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
6883          * of child point to valid ones.
6884          */
6885         rcu_read_lock();
6886         __set_task_cpu(p, this_cpu);
6887         rcu_read_unlock();
6888
6889         update_curr(cfs_rq);
6890
6891         if (curr)
6892                 se->vruntime = curr->vruntime;
6893         place_entity(cfs_rq, se, 1);
6894
6895         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
6896                 /*
6897                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
6898                  * 'current' within the tree based on its new key value.
6899                  */
6900                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
6901                 resched_task(rq->curr);
6902         }
6903
6904         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6905
6906         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6907 }
6908
6909 /*
6910  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
6911  * the current task.
6912  */
6913 static void
6914 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
6915 {
6916         if (!p->se.on_rq)
6917                 return;
6918
6919         /*
6920          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
6921          * our priority decreased, or if we are not currently running on
6922          * this runqueue and our priority is higher than the current's
6923          */
6924         if (rq->curr == p) {
6925                 if (p->prio > oldprio)
6926                         resched_task(rq->curr);
6927         } else
6928                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6929 }
6930
6931 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6932 {
6933         struct sched_entity *se = &p->se;
6934         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6935
6936         /*
6937          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
6938          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
6939          * do the right thing.
6940          *
6941          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
6942          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
6943          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
6944          */
6945         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
6946                 /*
6947                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
6948                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
6949                  */
6950                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
6951                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6952         }
6953
6954 #ifdef CONFIG_SMP
6955         /*
6956         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
6957         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
6958         * switch back.
6959         */
6960         if (se->avg.decay_count) {
6961                 __synchronize_entity_decay(se);
6962                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
6963         }
6964 #endif
6965 }
6966
6967 /*
6968  * We switched to the sched_fair class.
6969  */
6970 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6971 {
6972         if (!p->se.on_rq)
6973                 return;
6974
6975         /*
6976          * We were most likely switched from sched_rt, so
6977          * kick off the schedule if running, otherwise just see
6978          * if we can still preempt the current task.
6979          */
6980         if (rq->curr == p)
6981                 resched_task(rq->curr);
6982         else
6983                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6984 }
6985
6986 /* Account for a task changing its policy or group.
6987  *
6988  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
6989  * migrates between groups/classes.
6990  */
6991 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
6992 {
6993         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
6994
6995         for_each_sched_entity(se) {
6996                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6997
6998                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6999                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
7000                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
7001         }
7002 }
7003
7004 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7005 {
7006         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7007         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7008 #ifndef CONFIG_64BIT
7009         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7010 #endif
7011 #ifdef CONFIG_SMP
7012         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
7013         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
7014 #endif
7015 }
7016
7017 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7018 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
7019 {
7020         struct cfs_rq *cfs_rq;
7021         /*
7022          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7023          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7024          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7025          * bonus in place_entity()).
7026          *
7027          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7028          * ->vruntime to a relative base.
7029          *
7030          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7031          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7032          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7033          */
7034         /*
7035          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7036          * But there are some cases where it has already been normalized:
7037          *
7038          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7039          *   wake_up_new_task().
7040          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7041          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7042          *
7043          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7044          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7045          */
7046         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7047                 on_rq = 1;
7048
7049         if (!on_rq)
7050                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
7051         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7052         if (!on_rq) {
7053                 cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
7054                 p->se.vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7055 #ifdef CONFIG_SMP
7056                 /*
7057                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
7058                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
7059                  * decay.
7060                  */
7061                 p->se.avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
7062                 cfs_rq->blocked_load_avg += p->se.avg.load_avg_contrib;
7063 #endif
7064         }
7065 }
7066
7067 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
7068 {
7069         int i;
7070
7071         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7072
7073         for_each_possible_cpu(i) {
7074                 if (tg->cfs_rq)
7075                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
7076                 if (tg->se)
7077                         kfree(tg->se[i]);
7078         }
7079
7080         kfree(tg->cfs_rq);
7081         kfree(tg->se);
7082 }
7083
7084 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7085 {
7086         struct cfs_rq *cfs_rq;
7087         struct sched_entity *se;
7088         int i;
7089
7090         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7091         if (!tg->cfs_rq)
7092                 goto err;
7093         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7094         if (!tg->se)
7095                 goto err;
7096
7097         tg->shares = NICE_0_LOAD;
7098
7099         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7100
7101         for_each_possible_cpu(i) {
7102                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
7103                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7104                 if (!cfs_rq)
7105                         goto err;
7106
7107                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
7108                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7109                 if (!se)
7110                         goto err_free_rq;
7111
7112                 init_cfs_rq(cfs_rq);
7113                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
7114         }
7115
7116         return 1;
7117
7118 err_free_rq:
7119         kfree(cfs_rq);
7120 err:
7121         return 0;
7122 }
7123
7124 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
7125 {
7126         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7127         unsigned long flags;
7128
7129         /*
7130         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
7131         * check on_list without danger of it being re-added.
7132         */
7133         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
7134                 return;
7135
7136         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7137         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
7138         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7139 }
7140
7141 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
7142                         struct sched_entity *se, int cpu,
7143                         struct sched_entity *parent)
7144 {
7145         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7146
7147         cfs_rq->tg = tg;
7148         cfs_rq->rq = rq;
7149         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
7150
7151         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
7152         tg->se[cpu] = se;
7153
7154         /* se could be NULL for root_task_group */
7155         if (!se)
7156                 return;
7157
7158         if (!parent)
7159                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
7160         else
7161                 se->cfs_rq = parent->my_q;
7162
7163         se->my_q = cfs_rq;
7164         update_load_set(&se->load, 0);
7165         se->parent = parent;
7166 }
7167
7168 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
7169
7170 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
7171 {
7172         int i;
7173         unsigned long flags;
7174
7175         /*
7176          * We can't change the weight of the root cgroup.
7177          */
7178         if (!tg->se[0])
7179                 return -EINVAL;
7180
7181         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
7182
7183         mutex_lock(&shares_mutex);
7184         if (tg->shares == shares)
7185                 goto done;
7186
7187         tg->shares = shares;
7188         for_each_possible_cpu(i) {
7189                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7190                 struct sched_entity *se;
7191
7192                 se = tg->se[i];
7193                 /* Propagate contribution to hierarchy */
7194                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7195
7196                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
7197                 update_rq_clock(rq);
7198                 for_each_sched_entity(se)
7199                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
7200                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7201         }
7202
7203 done:
7204         mutex_unlock(&shares_mutex);
7205         return 0;
7206 }
7207 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7208
7209 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
7210
7211 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7212 {
7213         return 1;
7214 }
7215
7216 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
7217
7218 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7219
7220
7221 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
7222 {
7223         struct sched_entity *se = &task->se;
7224         unsigned int rr_interval = 0;
7225
7226         /*
7227          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
7228          * idle runqueue:
7229          */
7230         if (rq->cfs.load.weight)
7231                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
7232
7233         return rr_interval;
7234 }
7235
7236 /*
7237  * All the scheduling class methods:
7238  */
7239 const struct sched_class fair_sched_class = {
7240         .next                   = &idle_sched_class,
7241         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
7242         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
7243         .yield_task             = yield_task_fair,
7244         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
7245
7246         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
7247
7248         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
7249         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
7250
7251 #ifdef CONFIG_SMP
7252         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
7253         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
7254
7255         .rq_online              = rq_online_fair,
7256         .rq_offline             = rq_offline_fair,
7257
7258         .task_waking            = task_waking_fair,
7259 #endif
7260
7261         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
7262         .task_tick              = task_tick_fair,
7263         .task_fork              = task_fork_fair,
7264
7265         .prio_changed           = prio_changed_fair,
7266         .switched_from          = switched_from_fair,
7267         .switched_to            = switched_to_fair,
7268
7269         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
7270
7271 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7272         .task_move_group        = task_move_group_fair,
7273 #endif
7274 };
7275
7276 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7277 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
7278 {
7279         struct cfs_rq *cfs_rq;
7280
7281         rcu_read_lock();
7282         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
7283                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
7284         rcu_read_unlock();
7285 }
7286 #endif
7287
7288 __init void init_sched_fair_class(void)
7289 {
7290 #ifdef CONFIG_SMP
7291         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
7292
7293 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7294         nohz.next_balance = jiffies;
7295         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
7296         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
7297 #endif
7298 #endif /* SMP */
7299
7300 }