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