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