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