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