Merge tag 'rdma-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/roland...
[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
30 #include <trace/events/sched.h>
31
32 #include "sched.h"
33
34 /*
35  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
36  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
37  *
38  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
39  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
40  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
41  * based scheduling concepts.
42  *
43  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
44  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
45  */
46 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
47 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
48
49 /*
50  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
51  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
52  *
53  * Options are:
54  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
55  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
56  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
57  */
58 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
59         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
60
61 /*
62  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
63  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
64  */
65 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
66 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
67
68 /*
69  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
70  */
71 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
72
73 /*
74  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
75  * parent will (try to) run first.
76  */
77 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
78
79 /*
80  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
81  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
82  *
83  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
84  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
85  * have immediate wakeup/sleep latencies.
86  */
87 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
88 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
89
90 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
91
92 /*
93  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
94  * distribution.
95  * (default: 10msec)
96  */
97 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
98
99 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
100 /*
101  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
102  * each time a cfs_rq requests quota.
103  *
104  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
105  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
106  * we will always only issue the remaining available time.
107  *
108  * default: 5 msec, units: microseconds
109   */
110 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
111 #endif
112
113 /*
114  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
115  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
116  * to users decreases. But the relationship is not linear,
117  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
118  * number of CPUs.
119  *
120  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
121  */
122 static int get_update_sysctl_factor(void)
123 {
124         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
125         unsigned int factor;
126
127         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
128         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
129                 factor = 1;
130                 break;
131         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
132                 factor = cpus;
133                 break;
134         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
135         default:
136                 factor = 1 + ilog2(cpus);
137                 break;
138         }
139
140         return factor;
141 }
142
143 static void update_sysctl(void)
144 {
145         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
146
147 #define SET_SYSCTL(name) \
148         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
149         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
150         SET_SYSCTL(sched_latency);
151         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
152 #undef SET_SYSCTL
153 }
154
155 void sched_init_granularity(void)
156 {
157         update_sysctl();
158 }
159
160 #if BITS_PER_LONG == 32
161 # define WMULT_CONST    (~0UL)
162 #else
163 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
164 #endif
165
166 #define WMULT_SHIFT     32
167
168 /*
169  * Shift right and round:
170  */
171 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
172
173 /*
174  * delta *= weight / lw
175  */
176 static unsigned long
177 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
178                 struct load_weight *lw)
179 {
180         u64 tmp;
181
182         /*
183          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
184          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
185          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
186          */
187         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
188                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
189         else
190                 tmp = (u64)delta_exec;
191
192         if (!lw->inv_weight) {
193                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
194
195                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
196                         lw->inv_weight = 1;
197                 else if (unlikely(!w))
198                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
199                 else
200                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
201         }
202
203         /*
204          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
205          */
206         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
207                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
208                         WMULT_SHIFT/2);
209         else
210                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
211
212         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
213 }
214
215
216 const struct sched_class fair_sched_class;
217
218 /**************************************************************
219  * CFS operations on generic schedulable entities:
220  */
221
222 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
223
224 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
225 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
226 {
227         return cfs_rq->rq;
228 }
229
230 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
231 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
232
233 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
234 {
235 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
236         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
237 #endif
238         return container_of(se, struct task_struct, se);
239 }
240
241 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
242 #define for_each_sched_entity(se) \
243                 for (; se; se = se->parent)
244
245 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
246 {
247         return p->se.cfs_rq;
248 }
249
250 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
251 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
252 {
253         return se->cfs_rq;
254 }
255
256 /* runqueue "owned" by this group */
257 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
258 {
259         return grp->my_q;
260 }
261
262 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
263                                        int force_update);
264
265 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
266 {
267         if (!cfs_rq->on_list) {
268                 /*
269                  * Ensure we either appear before our parent (if already
270                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
271                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
272                  * reduces this to two cases.
273                  */
274                 if (cfs_rq->tg->parent &&
275                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
276                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
277                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
278                 } else {
279                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
280                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
281                 }
282
283                 cfs_rq->on_list = 1;
284                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
285                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
286         }
287 }
288
289 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
290 {
291         if (cfs_rq->on_list) {
292                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
293                 cfs_rq->on_list = 0;
294         }
295 }
296
297 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
298 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
299         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
300
301 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
302 static inline int
303 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
304 {
305         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
306                 return 1;
307
308         return 0;
309 }
310
311 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
312 {
313         return se->parent;
314 }
315
316 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
317 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
318 {
319         int depth = 0;
320
321         for_each_sched_entity(se)
322                 depth++;
323
324         return depth;
325 }
326
327 static void
328 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
329 {
330         int se_depth, pse_depth;
331
332         /*
333          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
334          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
335          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
336          * parent.
337          */
338
339         /* First walk up until both entities are at same depth */
340         se_depth = depth_se(*se);
341         pse_depth = depth_se(*pse);
342
343         while (se_depth > pse_depth) {
344                 se_depth--;
345                 *se = parent_entity(*se);
346         }
347
348         while (pse_depth > se_depth) {
349                 pse_depth--;
350                 *pse = parent_entity(*pse);
351         }
352
353         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
354                 *se = parent_entity(*se);
355                 *pse = parent_entity(*pse);
356         }
357 }
358
359 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
360
361 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
362 {
363         return container_of(se, struct task_struct, se);
364 }
365
366 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
367 {
368         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
369 }
370
371 #define entity_is_task(se)      1
372
373 #define for_each_sched_entity(se) \
374                 for (; se; se = NULL)
375
376 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
377 {
378         return &task_rq(p)->cfs;
379 }
380
381 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
382 {
383         struct task_struct *p = task_of(se);
384         struct rq *rq = task_rq(p);
385
386         return &rq->cfs;
387 }
388
389 /* runqueue "owned" by this group */
390 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
391 {
392         return NULL;
393 }
394
395 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
396 {
397 }
398
399 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
400 {
401 }
402
403 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
404                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
405
406 static inline int
407 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
408 {
409         return 1;
410 }
411
412 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
413 {
414         return NULL;
415 }
416
417 static inline void
418 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
419 {
420 }
421
422 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
423
424 static __always_inline
425 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec);
426
427 /**************************************************************
428  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
429  */
430
431 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
432 {
433         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
434         if (delta > 0)
435                 min_vruntime = vruntime;
436
437         return min_vruntime;
438 }
439
440 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
441 {
442         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
443         if (delta < 0)
444                 min_vruntime = vruntime;
445
446         return min_vruntime;
447 }
448
449 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
450                                 struct sched_entity *b)
451 {
452         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
453 }
454
455 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
456 {
457         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
458
459         if (cfs_rq->curr)
460                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
461
462         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
463                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
464                                                    struct sched_entity,
465                                                    run_node);
466
467                 if (!cfs_rq->curr)
468                         vruntime = se->vruntime;
469                 else
470                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
471         }
472
473         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
474 #ifndef CONFIG_64BIT
475         smp_wmb();
476         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
477 #endif
478 }
479
480 /*
481  * Enqueue an entity into the rb-tree:
482  */
483 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
484 {
485         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
486         struct rb_node *parent = NULL;
487         struct sched_entity *entry;
488         int leftmost = 1;
489
490         /*
491          * Find the right place in the rbtree:
492          */
493         while (*link) {
494                 parent = *link;
495                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
496                 /*
497                  * We dont care about collisions. Nodes with
498                  * the same key stay together.
499                  */
500                 if (entity_before(se, entry)) {
501                         link = &parent->rb_left;
502                 } else {
503                         link = &parent->rb_right;
504                         leftmost = 0;
505                 }
506         }
507
508         /*
509          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
510          * used):
511          */
512         if (leftmost)
513                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
514
515         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
516         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
517 }
518
519 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
520 {
521         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
522                 struct rb_node *next_node;
523
524                 next_node = rb_next(&se->run_node);
525                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
526         }
527
528         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
529 }
530
531 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
532 {
533         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
534
535         if (!left)
536                 return NULL;
537
538         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
539 }
540
541 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
542 {
543         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
544
545         if (!next)
546                 return NULL;
547
548         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
549 }
550
551 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
552 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
553 {
554         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
555
556         if (!last)
557                 return NULL;
558
559         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
560 }
561
562 /**************************************************************
563  * Scheduling class statistics methods:
564  */
565
566 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
567                 void __user *buffer, size_t *lenp,
568                 loff_t *ppos)
569 {
570         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
571         int factor = get_update_sysctl_factor();
572
573         if (ret || !write)
574                 return ret;
575
576         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
577                                         sysctl_sched_min_granularity);
578
579 #define WRT_SYSCTL(name) \
580         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
581         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
582         WRT_SYSCTL(sched_latency);
583         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
584 #undef WRT_SYSCTL
585
586         return 0;
587 }
588 #endif
589
590 /*
591  * delta /= w
592  */
593 static inline unsigned long
594 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
595 {
596         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
597                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
598
599         return delta;
600 }
601
602 /*
603  * The idea is to set a period in which each task runs once.
604  *
605  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
606  * this period because otherwise the slices get too small.
607  *
608  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
609  */
610 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
611 {
612         u64 period = sysctl_sched_latency;
613         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
614
615         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
616                 period = sysctl_sched_min_granularity;
617                 period *= nr_running;
618         }
619
620         return period;
621 }
622
623 /*
624  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
625  * proportional to the weight.
626  *
627  * s = p*P[w/rw]
628  */
629 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
630 {
631         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
632
633         for_each_sched_entity(se) {
634                 struct load_weight *load;
635                 struct load_weight lw;
636
637                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
638                 load = &cfs_rq->load;
639
640                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
641                         lw = cfs_rq->load;
642
643                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
644                         load = &lw;
645                 }
646                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
647         }
648         return slice;
649 }
650
651 /*
652  * We calculate the vruntime slice of a to be inserted task
653  *
654  * vs = s/w
655  */
656 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
657 {
658         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
659 }
660
661 /*
662  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
663  * are not in our scheduling class.
664  */
665 static inline void
666 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
667               unsigned long delta_exec)
668 {
669         unsigned long delta_exec_weighted;
670
671         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
672                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
673
674         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
675         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
676         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
677
678         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
679         update_min_vruntime(cfs_rq);
680 }
681
682 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
683 {
684         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
685         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
686         unsigned long delta_exec;
687
688         if (unlikely(!curr))
689                 return;
690
691         /*
692          * Get the amount of time the current task was running
693          * since the last time we changed load (this cannot
694          * overflow on 32 bits):
695          */
696         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
697         if (!delta_exec)
698                 return;
699
700         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
701         curr->exec_start = now;
702
703         if (entity_is_task(curr)) {
704                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
705
706                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
707                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
708                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
709         }
710
711         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
712 }
713
714 static inline void
715 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
716 {
717         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
718 }
719
720 /*
721  * Task is being enqueued - update stats:
722  */
723 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
724 {
725         /*
726          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
727          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
728          */
729         if (se != cfs_rq->curr)
730                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
731 }
732
733 static void
734 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
735 {
736         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
737                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
738         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
739         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
740                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
741 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
742         if (entity_is_task(se)) {
743                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
744                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
745         }
746 #endif
747         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
748 }
749
750 static inline void
751 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
752 {
753         /*
754          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
755          * waiting task:
756          */
757         if (se != cfs_rq->curr)
758                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
759 }
760
761 /*
762  * We are picking a new current task - update its stats:
763  */
764 static inline void
765 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
766 {
767         /*
768          * We are starting a new run period:
769          */
770         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
771 }
772
773 /**************************************************
774  * Scheduling class queueing methods:
775  */
776
777 static void
778 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
779 {
780         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
781         if (!parent_entity(se))
782                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
783 #ifdef CONFIG_SMP
784         if (entity_is_task(se))
785                 list_add(&se->group_node, &rq_of(cfs_rq)->cfs_tasks);
786 #endif
787         cfs_rq->nr_running++;
788 }
789
790 static void
791 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
792 {
793         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
794         if (!parent_entity(se))
795                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
796         if (entity_is_task(se))
797                 list_del_init(&se->group_node);
798         cfs_rq->nr_running--;
799 }
800
801 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
802 # ifdef CONFIG_SMP
803 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
804 {
805         long tg_weight;
806
807         /*
808          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
809          * to gain a more accurate current total weight. See
810          * update_cfs_rq_load_contribution().
811          */
812         tg_weight = atomic64_read(&tg->load_avg);
813         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
814         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
815
816         return tg_weight;
817 }
818
819 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
820 {
821         long tg_weight, load, shares;
822
823         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
824         load = cfs_rq->load.weight;
825
826         shares = (tg->shares * load);
827         if (tg_weight)
828                 shares /= tg_weight;
829
830         if (shares < MIN_SHARES)
831                 shares = MIN_SHARES;
832         if (shares > tg->shares)
833                 shares = tg->shares;
834
835         return shares;
836 }
837 # else /* CONFIG_SMP */
838 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
839 {
840         return tg->shares;
841 }
842 # endif /* CONFIG_SMP */
843 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
844                             unsigned long weight)
845 {
846         if (se->on_rq) {
847                 /* commit outstanding execution time */
848                 if (cfs_rq->curr == se)
849                         update_curr(cfs_rq);
850                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
851         }
852
853         update_load_set(&se->load, weight);
854
855         if (se->on_rq)
856                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
857 }
858
859 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
860
861 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
862 {
863         struct task_group *tg;
864         struct sched_entity *se;
865         long shares;
866
867         tg = cfs_rq->tg;
868         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
869         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
870                 return;
871 #ifndef CONFIG_SMP
872         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
873                 return;
874 #endif
875         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
876
877         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
878 }
879 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
880 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
881 {
882 }
883 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
884
885 /* Only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED may be removed when useful in lb */
886 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)
887 /*
888  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
889  * Note: The tables below are dependent on this value.
890  */
891 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
892 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
893 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
894
895 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
896 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
897         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
898         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
899         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
900         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
901         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
902         0x85aac367, 0x82cd8698,
903 };
904
905 /*
906  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
907  * over-estimates when re-combining.
908  */
909 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
910             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
911          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
912         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
913 };
914
915 /*
916  * Approximate:
917  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
918  */
919 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
920 {
921         unsigned int local_n;
922
923         if (!n)
924                 return val;
925         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
926                 return 0;
927
928         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
929         local_n = n;
930
931         /*
932          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
933          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
934          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
935          *
936          * To achieve constant time decay_load.
937          */
938         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
939                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
940                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
941         }
942
943         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
944         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
945         return val >> 32;
946 }
947
948 /*
949  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
950  * average will be: \Sum 1024*y^n
951  *
952  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
953  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
954  */
955 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
956 {
957         u32 contrib = 0;
958
959         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
960                 return runnable_avg_yN_sum[n];
961         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
962                 return LOAD_AVG_MAX;
963
964         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
965         do {
966                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
967                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
968
969                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
970         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
971
972         contrib = decay_load(contrib, n);
973         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
974 }
975
976 /*
977  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
978  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
979  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
980  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
981  *
982  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
983  *      p0            p1           p2
984  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
985  *
986  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
987  *
988  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
989  * following representation of historical load:
990  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
991  *
992  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
993  *   y^32 = 0.5
994  *
995  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
996  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
997  * (u_0).
998  *
999  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
1000  * sum again by y is sufficient to update:
1001  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
1002  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
1003  */
1004 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
1005                                                         struct sched_avg *sa,
1006                                                         int runnable)
1007 {
1008         u64 delta, periods;
1009         u32 runnable_contrib;
1010         int delta_w, decayed = 0;
1011
1012         delta = now - sa->last_runnable_update;
1013         /*
1014          * This should only happen when time goes backwards, which it
1015          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
1016          */
1017         if ((s64)delta < 0) {
1018                 sa->last_runnable_update = now;
1019                 return 0;
1020         }
1021
1022         /*
1023          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
1024          * approximation of 1us and fast to compute.
1025          */
1026         delta >>= 10;
1027         if (!delta)
1028                 return 0;
1029         sa->last_runnable_update = now;
1030
1031         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
1032         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
1033         if (delta + delta_w >= 1024) {
1034                 /* period roll-over */
1035                 decayed = 1;
1036
1037                 /*
1038                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
1039                  * out how much from delta we need to complete the current
1040                  * period and accrue it.
1041                  */
1042                 delta_w = 1024 - delta_w;
1043                 if (runnable)
1044                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
1045                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
1046
1047                 delta -= delta_w;
1048
1049                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
1050                 periods = delta / 1024;
1051                 delta %= 1024;
1052
1053                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
1054                                                   periods + 1);
1055                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
1056                                                      periods + 1);
1057
1058                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
1059                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
1060                 if (runnable)
1061                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
1062                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
1063         }
1064
1065         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
1066         if (runnable)
1067                 sa->runnable_avg_sum += delta;
1068         sa->runnable_avg_period += delta;
1069
1070         return decayed;
1071 }
1072
1073 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
1074 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
1075 {
1076         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1077         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1078
1079         decays -= se->avg.decay_count;
1080         if (!decays)
1081                 return 0;
1082
1083         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
1084         se->avg.decay_count = 0;
1085
1086         return decays;
1087 }
1088
1089 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1090 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1091                                                  int force_update)
1092 {
1093         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1094         s64 tg_contrib;
1095
1096         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
1097         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1098
1099         if (force_update || abs64(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
1100                 atomic64_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
1101                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
1102         }
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
1107  * representation for computing load contributions.
1108  */
1109 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1110                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
1111 {
1112         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1113         long contrib;
1114
1115         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
1116         contrib = div_u64(sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
1117                           sa->runnable_avg_period + 1);
1118         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
1119
1120         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
1121                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
1122                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
1123         }
1124 }
1125
1126 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1127 {
1128         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1129         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1130         int runnable_avg;
1131
1132         u64 contrib;
1133
1134         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
1135         se->avg.load_avg_contrib = div64_u64(contrib,
1136                                              atomic64_read(&tg->load_avg) + 1);
1137
1138         /*
1139          * For group entities we need to compute a correction term in the case
1140          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
1141          * load as a task of equal weight.
1142          *
1143          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
1144          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
1145          * lower-bound on the true value.
1146          *
1147          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
1148          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
1149          * understating by the aggregate of their overlap.
1150          *
1151          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
1152          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
1153          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
1154          *
1155          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
1156          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
1157          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
1158          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
1159          * our upper bound of 1-cpu.
1160          */
1161         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
1162         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
1163                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
1164                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
1165         }
1166 }
1167 #else
1168 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1169                                                  int force_update) {}
1170 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1171                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1172 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
1173 #endif
1174
1175 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1176 {
1177         u32 contrib;
1178
1179         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
1180         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
1181         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
1182         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
1183 }
1184
1185 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
1186 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
1187 {
1188         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
1189
1190         if (entity_is_task(se)) {
1191                 __update_task_entity_contrib(se);
1192         } else {
1193                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
1194                 __update_group_entity_contrib(se);
1195         }
1196
1197         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
1198 }
1199
1200 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1201                                                  long load_contrib)
1202 {
1203         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
1204                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
1205         else
1206                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
1207 }
1208
1209 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
1210
1211 /* Update a sched_entity's runnable average */
1212 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
1213                                           int update_cfs_rq)
1214 {
1215         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1216         long contrib_delta;
1217         u64 now;
1218
1219         /*
1220          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
1221          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
1222          */
1223         if (entity_is_task(se))
1224                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
1225         else
1226                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
1227
1228         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
1229                 return;
1230
1231         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
1232
1233         if (!update_cfs_rq)
1234                 return;
1235
1236         if (se->on_rq)
1237                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
1238         else
1239                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
1240 }
1241
1242 /*
1243  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
1244  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
1245  */
1246 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
1247 {
1248         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
1249         u64 decays;
1250
1251         decays = now - cfs_rq->last_decay;
1252         if (!decays && !force_update)
1253                 return;
1254
1255         if (atomic64_read(&cfs_rq->removed_load)) {
1256                 u64 removed_load = atomic64_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
1257                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
1258         }
1259
1260         if (decays) {
1261                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
1262                                                       decays);
1263                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
1264                 cfs_rq->last_decay = now;
1265         }
1266
1267         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
1268         update_cfs_shares(cfs_rq);
1269 }
1270
1271 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
1272 {
1273         __update_entity_runnable_avg(rq->clock_task, &rq->avg, runnable);
1274         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
1275 }
1276
1277 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
1278 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1279                                                   struct sched_entity *se,
1280                                                   int wakeup)
1281 {
1282         /*
1283          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
1284          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
1285          * accumulated while sleeping.
1286          */
1287         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
1288                 se->avg.last_runnable_update = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
1289                 if (se->avg.decay_count) {
1290                         /*
1291                          * In a wake-up migration we have to approximate the
1292                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
1293                          * clock_task between the two cpus, and it is not
1294                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
1295                          * approximate this using our carried decays, which are
1296                          * explicitly atomically readable.
1297                          */
1298                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
1299                                                         << 20;
1300                         update_entity_load_avg(se, 0);
1301                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
1302                         se->avg.decay_count = 0;
1303                 }
1304                 wakeup = 0;
1305         } else {
1306                 __synchronize_entity_decay(se);
1307         }
1308
1309         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
1310         if (wakeup) {
1311                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
1312                 update_entity_load_avg(se, 0);
1313         }
1314
1315         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
1316         /* we force update consideration on load-balancer moves */
1317         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
1318 }
1319
1320 /*
1321  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
1322  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
1323  * blocked_load_avg.
1324  */
1325 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1326                                                   struct sched_entity *se,
1327                                                   int sleep)
1328 {
1329         update_entity_load_avg(se, 1);
1330         /* we force update consideration on load-balancer moves */
1331         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
1332
1333         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
1334         if (sleep) {
1335                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
1336                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1337         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
1338 }
1339 #else
1340 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
1341                                           int update_cfs_rq) {}
1342 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
1343 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1344                                            struct sched_entity *se,
1345                                            int wakeup) {}
1346 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1347                                            struct sched_entity *se,
1348                                            int sleep) {}
1349 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
1350                                               int force_update) {}
1351 #endif
1352
1353 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1354 {
1355 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1356         struct task_struct *tsk = NULL;
1357
1358         if (entity_is_task(se))
1359                 tsk = task_of(se);
1360
1361         if (se->statistics.sleep_start) {
1362                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
1363
1364                 if ((s64)delta < 0)
1365                         delta = 0;
1366
1367                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
1368                         se->statistics.sleep_max = delta;
1369
1370                 se->statistics.sleep_start = 0;
1371                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1372
1373                 if (tsk) {
1374                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
1375                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
1376                 }
1377         }
1378         if (se->statistics.block_start) {
1379                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
1380
1381                 if ((s64)delta < 0)
1382                         delta = 0;
1383
1384                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
1385                         se->statistics.block_max = delta;
1386
1387                 se->statistics.block_start = 0;
1388                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1389
1390                 if (tsk) {
1391                         if (tsk->in_iowait) {
1392                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
1393                                 se->statistics.iowait_count++;
1394                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
1395                         }
1396
1397                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
1398
1399                         /*
1400                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
1401                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
1402                          * amount of time that the task spent sleeping:
1403                          */
1404                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
1405                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
1406                                                 (void *)get_wchan(tsk),
1407                                                 delta >> 20);
1408                         }
1409                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
1410                 }
1411         }
1412 #endif
1413 }
1414
1415 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1416 {
1417 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1418         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
1419
1420         if (d < 0)
1421                 d = -d;
1422
1423         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
1424                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
1425 #endif
1426 }
1427
1428 static void
1429 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
1430 {
1431         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
1432
1433         /*
1434          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
1435          * however the extra weight of the new task will slow them down a
1436          * little, place the new task so that it fits in the slot that
1437          * stays open at the end.
1438          */
1439         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
1440                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
1441
1442         /* sleeps up to a single latency don't count. */
1443         if (!initial) {
1444                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
1445
1446                 /*
1447                  * Halve their sleep time's effect, to allow
1448                  * for a gentler effect of sleepers:
1449                  */
1450                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
1451                         thresh >>= 1;
1452
1453                 vruntime -= thresh;
1454         }
1455
1456         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
1457         vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
1458
1459         se->vruntime = vruntime;
1460 }
1461
1462 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
1463
1464 static void
1465 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1466 {
1467         /*
1468          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
1469          * through callig update_curr().
1470          */
1471         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
1472                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
1473
1474         /*
1475          * Update run-time statistics of the 'current'.
1476          */
1477         update_curr(cfs_rq);
1478         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1479         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1480
1481         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1482                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
1483                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1484         }
1485
1486         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1487         check_spread(cfs_rq, se);
1488         if (se != cfs_rq->curr)
1489                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1490         se->on_rq = 1;
1491
1492         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
1493                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
1494                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
1495         }
1496 }
1497
1498 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
1499 {
1500         for_each_sched_entity(se) {
1501                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1502                 if (cfs_rq->last == se)
1503                         cfs_rq->last = NULL;
1504                 else
1505                         break;
1506         }
1507 }
1508
1509 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
1510 {
1511         for_each_sched_entity(se) {
1512                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1513                 if (cfs_rq->next == se)
1514                         cfs_rq->next = NULL;
1515                 else
1516                         break;
1517         }
1518 }
1519
1520 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
1521 {
1522         for_each_sched_entity(se) {
1523                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1524                 if (cfs_rq->skip == se)
1525                         cfs_rq->skip = NULL;
1526                 else
1527                         break;
1528         }
1529 }
1530
1531 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1532 {
1533         if (cfs_rq->last == se)
1534                 __clear_buddies_last(se);
1535
1536         if (cfs_rq->next == se)
1537                 __clear_buddies_next(se);
1538
1539         if (cfs_rq->skip == se)
1540                 __clear_buddies_skip(se);
1541 }
1542
1543 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1544
1545 static void
1546 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1547 {
1548         /*
1549          * Update run-time statistics of the 'current'.
1550          */
1551         update_curr(cfs_rq);
1552
1553         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
1554         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
1555 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1556                 if (entity_is_task(se)) {
1557                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
1558
1559                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1560                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1561                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1562                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1563                 }
1564 #endif
1565         }
1566
1567         clear_buddies(cfs_rq, se);
1568
1569         if (se != cfs_rq->curr)
1570                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1571         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1572         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1573
1574         /*
1575          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
1576          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
1577          * movement in our normalized position.
1578          */
1579         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
1580                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1581
1582         /* return excess runtime on last dequeue */
1583         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1584
1585         update_min_vruntime(cfs_rq);
1586         se->on_rq = 0;
1587 }
1588
1589 /*
1590  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1591  */
1592 static void
1593 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
1594 {
1595         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
1596         struct sched_entity *se;
1597         s64 delta;
1598
1599         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
1600         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
1601         if (delta_exec > ideal_runtime) {
1602                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1603                 /*
1604                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
1605                  * re-elected due to buddy favours.
1606                  */
1607                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
1608                 return;
1609         }
1610
1611         /*
1612          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
1613          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
1614          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
1615          */
1616         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
1617                 return;
1618
1619         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1620         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
1621
1622         if (delta < 0)
1623                 return;
1624
1625         if (delta > ideal_runtime)
1626                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1627 }
1628
1629 static void
1630 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1631 {
1632         /* 'current' is not kept within the tree. */
1633         if (se->on_rq) {
1634                 /*
1635                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
1636                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
1637                  * runqueue.
1638                  */
1639                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1640                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1641         }
1642
1643         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
1644         cfs_rq->curr = se;
1645 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1646         /*
1647          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
1648          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
1649          * when there are only lesser-weight tasks around):
1650          */
1651         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
1652                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
1653                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
1654         }
1655 #endif
1656         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
1657 }
1658
1659 static int
1660 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
1661
1662 /*
1663  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
1664  * 1) keep things fair between processes/task groups
1665  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
1666  * 3) pick the "last" process, for cache locality
1667  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
1668  */
1669 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
1670 {
1671         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1672         struct sched_entity *left = se;
1673
1674         /*
1675          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
1676          * be done without getting too unfair.
1677          */
1678         if (cfs_rq->skip == se) {
1679                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
1680                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
1681                         se = second;
1682         }
1683
1684         /*
1685          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
1686          */
1687         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
1688                 se = cfs_rq->last;
1689
1690         /*
1691          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
1692          */
1693         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
1694                 se = cfs_rq->next;
1695
1696         clear_buddies(cfs_rq, se);
1697
1698         return se;
1699 }
1700
1701 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1702
1703 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
1704 {
1705         /*
1706          * If still on the runqueue then deactivate_task()
1707          * was not called and update_curr() has to be done:
1708          */
1709         if (prev->on_rq)
1710                 update_curr(cfs_rq);
1711
1712         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
1713         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1714
1715         check_spread(cfs_rq, prev);
1716         if (prev->on_rq) {
1717                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
1718                 /* Put 'current' back into the tree. */
1719                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
1720                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
1721                 update_entity_load_avg(prev, 1);
1722         }
1723         cfs_rq->curr = NULL;
1724 }
1725
1726 static void
1727 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
1728 {
1729         /*
1730          * Update run-time statistics of the 'current'.
1731          */
1732         update_curr(cfs_rq);
1733
1734         /*
1735          * Ensure that runnable average is periodically updated.
1736          */
1737         update_entity_load_avg(curr, 1);
1738         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
1739
1740 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1741         /*
1742          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
1743          * validating it and just reschedule.
1744          */
1745         if (queued) {
1746                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1747                 return;
1748         }
1749         /*
1750          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
1751          */
1752         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
1753                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
1754                 return;
1755 #endif
1756
1757         if (cfs_rq->nr_running > 1)
1758                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
1759 }
1760
1761
1762 /**************************************************
1763  * CFS bandwidth control machinery
1764  */
1765
1766 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
1767
1768 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
1769 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
1770
1771 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
1772 {
1773         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
1774 }
1775
1776 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
1777 {
1778         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
1779         if (enabled && !was_enabled)
1780                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
1781         else if (!enabled && was_enabled)
1782                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
1783 }
1784 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
1785 static bool cfs_bandwidth_used(void)
1786 {
1787         return true;
1788 }
1789
1790 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
1791 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
1792
1793 /*
1794  * default period for cfs group bandwidth.
1795  * default: 0.1s, units: nanoseconds
1796  */
1797 static inline u64 default_cfs_period(void)
1798 {
1799         return 100000000ULL;
1800 }
1801
1802 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
1803 {
1804         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
1805 }
1806
1807 /*
1808  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
1809  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
1810  * additional synchronization around rq->lock.
1811  *
1812  * requires cfs_b->lock
1813  */
1814 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1815 {
1816         u64 now;
1817
1818         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1819                 return;
1820
1821         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
1822         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
1823         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
1824 }
1825
1826 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
1827 {
1828         return &tg->cfs_bandwidth;
1829 }
1830
1831 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
1832 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
1833 {
1834         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
1835                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
1836
1837         return rq_of(cfs_rq)->clock_task - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
1838 }
1839
1840 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
1841 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1842 {
1843         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1844         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
1845         u64 amount = 0, min_amount, expires;
1846
1847         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
1848         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
1849
1850         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1851         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1852                 amount = min_amount;
1853         else {
1854                 /*
1855                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
1856                  * period must have elapsed since the last consumption.
1857                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
1858                  * active.
1859                  */
1860                 if (!cfs_b->timer_active) {
1861                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
1862                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
1863                 }
1864
1865                 if (cfs_b->runtime > 0) {
1866                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
1867                         cfs_b->runtime -= amount;
1868                         cfs_b->idle = 0;
1869                 }
1870         }
1871         expires = cfs_b->runtime_expires;
1872         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1873
1874         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
1875         /*
1876          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
1877          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
1878          * issued.
1879          */
1880         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
1881                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
1882
1883         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
1884 }
1885
1886 /*
1887  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
1888  * fact that rq->clock snapshots this value.
1889  */
1890 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1891 {
1892         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1893         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1894
1895         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
1896         if (likely((s64)(rq->clock - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
1897                 return;
1898
1899         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
1900                 return;
1901
1902         /*
1903          * If the local deadline has passed we have to consider the
1904          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
1905          * has not truly expired.
1906          *
1907          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
1908          * whether the global deadline has advanced.
1909          */
1910
1911         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
1912                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
1913                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
1914         } else {
1915                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
1916                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
1917         }
1918 }
1919
1920 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
1921                                      unsigned long delta_exec)
1922 {
1923         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
1924         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
1925         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1926
1927         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
1928                 return;
1929
1930         /*
1931          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
1932          * hierarchy can be throttled
1933          */
1934         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
1935                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1936 }
1937
1938 static __always_inline
1939 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
1940 {
1941         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
1942                 return;
1943
1944         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
1945 }
1946
1947 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
1948 {
1949         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
1950 }
1951
1952 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
1953 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
1954 {
1955         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
1956 }
1957
1958 /*
1959  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
1960  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
1961  * load-balance operations.
1962  */
1963 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
1964                                     int src_cpu, int dest_cpu)
1965 {
1966         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
1967
1968         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
1969         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
1970
1971         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
1972                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
1973 }
1974
1975 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
1976 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
1977 {
1978         struct rq *rq = data;
1979         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1980
1981         cfs_rq->throttle_count--;
1982 #ifdef CONFIG_SMP
1983         if (!cfs_rq->throttle_count) {
1984                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
1985                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq->clock_task -
1986                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
1987         }
1988 #endif
1989
1990         return 0;
1991 }
1992
1993 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
1994 {
1995         struct rq *rq = data;
1996         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1997
1998         /* group is entering throttled state, stop time */
1999         if (!cfs_rq->throttle_count)
2000                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq->clock_task;
2001         cfs_rq->throttle_count++;
2002
2003         return 0;
2004 }
2005
2006 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2007 {
2008         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2009         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2010         struct sched_entity *se;
2011         long task_delta, dequeue = 1;
2012
2013         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2014
2015         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
2016         rcu_read_lock();
2017         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
2018         rcu_read_unlock();
2019
2020         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2021         for_each_sched_entity(se) {
2022                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
2023                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
2024                 if (!se->on_rq)
2025                         break;
2026
2027                 if (dequeue)
2028                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
2029                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
2030
2031                 if (qcfs_rq->load.weight)
2032                         dequeue = 0;
2033         }
2034
2035         if (!se)
2036                 rq->nr_running -= task_delta;
2037
2038         cfs_rq->throttled = 1;
2039         cfs_rq->throttled_clock = rq->clock;
2040         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2041         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
2042         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2043 }
2044
2045 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2046 {
2047         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2048         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2049         struct sched_entity *se;
2050         int enqueue = 1;
2051         long task_delta;
2052
2053         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2054
2055         cfs_rq->throttled = 0;
2056         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2057         cfs_b->throttled_time += rq->clock - cfs_rq->throttled_clock;
2058         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
2059         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2060
2061         update_rq_clock(rq);
2062         /* update hierarchical throttle state */
2063         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
2064
2065         if (!cfs_rq->load.weight)
2066                 return;
2067
2068         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2069         for_each_sched_entity(se) {
2070                 if (se->on_rq)
2071                         enqueue = 0;
2072
2073                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2074                 if (enqueue)
2075                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
2076                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
2077
2078                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2079                         break;
2080         }
2081
2082         if (!se)
2083                 rq->nr_running += task_delta;
2084
2085         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
2086         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
2087                 resched_task(rq->curr);
2088 }
2089
2090 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
2091                 u64 remaining, u64 expires)
2092 {
2093         struct cfs_rq *cfs_rq;
2094         u64 runtime = remaining;
2095
2096         rcu_read_lock();
2097         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
2098                                 throttled_list) {
2099                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2100
2101                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2102                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2103                         goto next;
2104
2105                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
2106                 if (runtime > remaining)
2107                         runtime = remaining;
2108                 remaining -= runtime;
2109
2110                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
2111                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2112
2113                 /* we check whether we're throttled above */
2114                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
2115                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2116
2117 next:
2118                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2119
2120                 if (!remaining)
2121                         break;
2122         }
2123         rcu_read_unlock();
2124
2125         return remaining;
2126 }
2127
2128 /*
2129  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
2130  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
2131  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
2132  * used to track this state.
2133  */
2134 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
2135 {
2136         u64 runtime, runtime_expires;
2137         int idle = 1, throttled;
2138
2139         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2140         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
2141         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2142                 goto out_unlock;
2143
2144         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2145         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
2146         idle = cfs_b->idle && !throttled;
2147         cfs_b->nr_periods += overrun;
2148
2149         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
2150         if (idle)
2151                 goto out_unlock;
2152
2153         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2154
2155         if (!throttled) {
2156                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
2157                 cfs_b->idle = 1;
2158                 goto out_unlock;
2159         }
2160
2161         /* account preceding periods in which throttling occurred */
2162         cfs_b->nr_throttled += overrun;
2163
2164         /*
2165          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
2166          * to unthrottle them before making it generally available.  This
2167          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
2168          * allowed to run.
2169          */
2170         runtime = cfs_b->runtime;
2171         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
2172         cfs_b->runtime = 0;
2173
2174         /*
2175          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
2176          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
2177          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
2178          */
2179         while (throttled && runtime > 0) {
2180                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2181                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
2182                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
2183                                                  runtime_expires);
2184                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2185
2186                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2187         }
2188
2189         /* return (any) remaining runtime */
2190         cfs_b->runtime = runtime;
2191         /*
2192          * While we are ensured activity in the period following an
2193          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
2194          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
2195          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
2196          */
2197         cfs_b->idle = 0;
2198 out_unlock:
2199         if (idle)
2200                 cfs_b->timer_active = 0;
2201         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2202
2203         return idle;
2204 }
2205
2206 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
2207 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
2208 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
2209 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
2210 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
2211 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
2212
2213 /* are we near the end of the current quota period? */
2214 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
2215 {
2216         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
2217         u64 remaining;
2218
2219         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
2220         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
2221                 return 1;
2222
2223         /* is a quota refresh about to occur? */
2224         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
2225         if (remaining < min_expire)
2226                 return 1;
2227
2228         return 0;
2229 }
2230
2231 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2232 {
2233         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
2234
2235         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
2236         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
2237                 return;
2238
2239         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
2240                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
2241 }
2242
2243 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
2244 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2245 {
2246         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2247         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
2248
2249         if (slack_runtime <= 0)
2250                 return;
2251
2252         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2253         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
2254             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
2255                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
2256
2257                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
2258                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
2259                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
2260                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
2261         }
2262         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2263
2264         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
2265         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
2266 }
2267
2268 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2269 {
2270         if (!cfs_bandwidth_used())
2271                 return;
2272
2273         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
2274                 return;
2275
2276         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2277 }
2278
2279 /*
2280  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
2281  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
2282  */
2283 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2284 {
2285         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
2286         u64 expires;
2287
2288         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
2289         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
2290                 return;
2291
2292         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2293         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
2294                 runtime = cfs_b->runtime;
2295                 cfs_b->runtime = 0;
2296         }
2297         expires = cfs_b->runtime_expires;
2298         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2299
2300         if (!runtime)
2301                 return;
2302
2303         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
2304
2305         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2306         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
2307                 cfs_b->runtime = runtime;
2308         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2309 }
2310
2311 /*
2312  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
2313  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
2314  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
2315  */
2316 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
2317 {
2318         if (!cfs_bandwidth_used())
2319                 return;
2320
2321         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
2322         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
2323                 return;
2324
2325         /* ensure the group is not already throttled */
2326         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2327                 return;
2328
2329         /* update runtime allocation */
2330         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
2331         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
2332                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2333 }
2334
2335 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
2336 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2337 {
2338         if (!cfs_bandwidth_used())
2339                 return;
2340
2341         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2342                 return;
2343
2344         /*
2345          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
2346          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
2347          */
2348         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2349                 return;
2350
2351         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2352 }
2353
2354 static inline u64 default_cfs_period(void);
2355 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun);
2356 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
2357
2358 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
2359 {
2360         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2361                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
2362         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
2363
2364         return HRTIMER_NORESTART;
2365 }
2366
2367 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
2368 {
2369         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2370                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
2371         ktime_t now;
2372         int overrun;
2373         int idle = 0;
2374
2375         for (;;) {
2376                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
2377                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
2378
2379                 if (!overrun)
2380                         break;
2381
2382                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
2383         }
2384
2385         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
2386 }
2387
2388 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2389 {
2390         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
2391         cfs_b->runtime = 0;
2392         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
2393         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
2394
2395         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2396         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2397         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
2398         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2399         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
2400 }
2401
2402 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2403 {
2404         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
2405         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
2406 }
2407
2408 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
2409 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2410 {
2411         /*
2412          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
2413          * period or because we're racing with the tear-down path
2414          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
2415          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
2416          */
2417         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
2418                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2419                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
2420                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2421
2422                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2423                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
2424                 if (cfs_b->timer_active)
2425                         return;
2426         }
2427
2428         cfs_b->timer_active = 1;
2429         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
2430 }
2431
2432 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2433 {
2434         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2435         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
2436 }
2437
2438 static void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
2439 {
2440         struct cfs_rq *cfs_rq;
2441
2442         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
2443                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2444
2445                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
2446                         continue;
2447
2448                 /*
2449                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
2450                  * there's some valid quota amount
2451                  */
2452                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
2453                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2454                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2455         }
2456 }
2457
2458 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2459 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2460 {
2461         return rq_of(cfs_rq)->clock_task;
2462 }
2463
2464 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2465                                      unsigned long delta_exec) {}
2466 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2467 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2468 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2469
2470 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2471 {
2472         return 0;
2473 }
2474
2475 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2476 {
2477         return 0;
2478 }
2479
2480 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2481                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2482 {
2483         return 0;
2484 }
2485
2486 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2487
2488 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2489 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2490 #endif
2491
2492 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2493 {
2494         return NULL;
2495 }
2496 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2497 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
2498
2499 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2500
2501 /**************************************************
2502  * CFS operations on tasks:
2503  */
2504
2505 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2506 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2507 {
2508         struct sched_entity *se = &p->se;
2509         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2510
2511         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
2512
2513         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
2514                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
2515                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
2516                 s64 delta = slice - ran;
2517
2518                 if (delta < 0) {
2519                         if (rq->curr == p)
2520                                 resched_task(p);
2521                         return;
2522                 }
2523
2524                 /*
2525                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
2526                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
2527                  */
2528                 if (rq->curr != p)
2529                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
2530
2531                 hrtick_start(rq, delta);
2532         }
2533 }
2534
2535 /*
2536  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
2537  * current task is from our class and nr_running is low enough
2538  * to matter.
2539  */
2540 static void hrtick_update(struct rq *rq)
2541 {
2542         struct task_struct *curr = rq->curr;
2543
2544         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
2545                 return;
2546
2547         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
2548                 hrtick_start_fair(rq, curr);
2549 }
2550 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
2551 static inline void
2552 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2553 {
2554 }
2555
2556 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
2557 {
2558 }
2559 #endif
2560
2561 /*
2562  * The enqueue_task method is called before nr_running is
2563  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
2564  * then put the task into the rbtree:
2565  */
2566 static void
2567 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2568 {
2569         struct cfs_rq *cfs_rq;
2570         struct sched_entity *se = &p->se;
2571
2572         for_each_sched_entity(se) {
2573                 if (se->on_rq)
2574                         break;
2575                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2576                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
2577
2578                 /*
2579                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2580                  *
2581                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2582                  * post the final h_nr_running increment below.
2583                 */
2584                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2585                         break;
2586                 cfs_rq->h_nr_running++;
2587
2588                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
2589         }
2590
2591         for_each_sched_entity(se) {
2592                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2593                 cfs_rq->h_nr_running++;
2594
2595                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2596                         break;
2597
2598                 update_entity_load_avg(se, 1);
2599                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
2600         }
2601
2602         if (!se) {
2603                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
2604                 inc_nr_running(rq);
2605         }
2606         hrtick_update(rq);
2607 }
2608
2609 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
2610
2611 /*
2612  * The dequeue_task method is called before nr_running is
2613  * decreased. We remove the task from the rbtree and
2614  * update the fair scheduling stats:
2615  */
2616 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2617 {
2618         struct cfs_rq *cfs_rq;
2619         struct sched_entity *se = &p->se;
2620         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
2621
2622         for_each_sched_entity(se) {
2623                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2624                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
2625
2626                 /*
2627                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2628                  *
2629                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2630                  * post the final h_nr_running decrement below.
2631                 */
2632                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2633                         break;
2634                 cfs_rq->h_nr_running--;
2635
2636                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
2637                 if (cfs_rq->load.weight) {
2638                         /*
2639                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
2640                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
2641                          */
2642                         if (task_sleep && parent_entity(se))
2643                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
2644
2645                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
2646                         se = parent_entity(se);
2647                         break;
2648                 }
2649                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
2650         }
2651
2652         for_each_sched_entity(se) {
2653                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2654                 cfs_rq->h_nr_running--;
2655
2656                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2657                         break;
2658
2659                 update_entity_load_avg(se, 1);
2660                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
2661         }
2662
2663         if (!se) {
2664                 dec_nr_running(rq);
2665                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
2666         }
2667         hrtick_update(rq);
2668 }
2669
2670 #ifdef CONFIG_SMP
2671 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
2672 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
2673 {
2674         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
2675 }
2676
2677 /*
2678  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2679  * according to the scheduling class and "nice" value.
2680  *
2681  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2682  * balance conservatively.
2683  */
2684 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2685 {
2686         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2687         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2688
2689         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2690                 return total;
2691
2692         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2693 }
2694
2695 /*
2696  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2697  * according to the scheduling class and "nice" value.
2698  */
2699 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2700 {
2701         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2702         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2703
2704         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2705                 return total;
2706
2707         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2708 }
2709
2710 static unsigned long power_of(int cpu)
2711 {
2712         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
2713 }
2714
2715 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
2716 {
2717         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2718         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
2719
2720         if (nr_running)
2721                 return rq->load.weight / nr_running;
2722
2723         return 0;
2724 }
2725
2726
2727 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
2728 {
2729         struct sched_entity *se = &p->se;
2730         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2731         u64 min_vruntime;
2732
2733 #ifndef CONFIG_64BIT
2734         u64 min_vruntime_copy;
2735
2736         do {
2737                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
2738                 smp_rmb();
2739                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2740         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
2741 #else
2742         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2743 #endif
2744
2745         se->vruntime -= min_vruntime;
2746 }
2747
2748 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2749 /*
2750  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
2751  *
2752  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
2753  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
2754  * can calculate the shift in shares.
2755  *
2756  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
2757  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
2758  * total group weight.
2759  *
2760  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
2761  * distribution (s_i) using:
2762  *
2763  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
2764  *
2765  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
2766  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
2767  * shares distribution (s_i):
2768  *
2769  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
2770  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
2771  *
2772  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
2773  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
2774  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
2775  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
2776  *
2777  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
2778  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
2779  *
2780  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
2781  *
2782  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
2783  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
2784  * weight and shares distributions like:
2785  *
2786  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
2787  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
2788  *
2789  * We can then compute the difference in effective weight by using:
2790  *
2791  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
2792  *
2793  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
2794  *
2795  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
2796  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
2797  * 4/7) times the weight of the group.
2798  */
2799 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
2800 {
2801         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
2802
2803         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
2804                 return wl;
2805
2806         for_each_sched_entity(se) {
2807                 long w, W;
2808
2809                 tg = se->my_q->tg;
2810
2811                 /*
2812                  * W = @wg + \Sum rw_j
2813                  */
2814                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
2815
2816                 /*
2817                  * w = rw_i + @wl
2818                  */
2819                 w = se->my_q->load.weight + wl;
2820
2821                 /*
2822                  * wl = S * s'_i; see (2)
2823                  */
2824                 if (W > 0 && w < W)
2825                         wl = (w * tg->shares) / W;
2826                 else
2827                         wl = tg->shares;
2828
2829                 /*
2830                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
2831                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
2832                  * calc_cfs_shares().
2833                  */
2834                 if (wl < MIN_SHARES)
2835                         wl = MIN_SHARES;
2836
2837                 /*
2838                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
2839                  */
2840                 wl -= se->load.weight;
2841
2842                 /*
2843                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
2844                  * the final effective load change on the root group. Since
2845                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
2846                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
2847                  * resulting from this level per the above.
2848                  */
2849                 wg = 0;
2850         }
2851
2852         return wl;
2853 }
2854 #else
2855
2856 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
2857                 unsigned long wl, unsigned long wg)
2858 {
2859         return wl;
2860 }
2861
2862 #endif
2863
2864 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
2865 {
2866         s64 this_load, load;
2867         int idx, this_cpu, prev_cpu;
2868         unsigned long tl_per_task;
2869         struct task_group *tg;
2870         unsigned long weight;
2871         int balanced;
2872
2873         idx       = sd->wake_idx;
2874         this_cpu  = smp_processor_id();
2875         prev_cpu  = task_cpu(p);
2876         load      = source_load(prev_cpu, idx);
2877         this_load = target_load(this_cpu, idx);
2878
2879         /*
2880          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
2881          * effect of the currently running task from the load
2882          * of the current CPU:
2883          */
2884         if (sync) {
2885                 tg = task_group(current);
2886                 weight = current->se.load.weight;
2887
2888                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
2889                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
2890         }
2891
2892         tg = task_group(p);
2893         weight = p->se.load.weight;
2894
2895         /*
2896          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
2897          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
2898          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
2899          * about that, so that's good too.
2900          *
2901          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
2902          * task to be woken on this_cpu.
2903          */
2904         if (this_load > 0) {
2905                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
2906
2907                 this_eff_load = 100;
2908                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
2909                 this_eff_load *= this_load +
2910                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
2911
2912                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2913                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
2914                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
2915
2916                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
2917         } else
2918                 balanced = true;
2919
2920         /*
2921          * If the currently running task will sleep within
2922          * a reasonable amount of time then attract this newly
2923          * woken task:
2924          */
2925         if (sync && balanced)
2926                 return 1;
2927
2928         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
2929         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2930
2931         if (balanced ||
2932             (this_load <= load &&
2933              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
2934                 /*
2935                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
2936                  * p is cache cold in this domain, and
2937                  * there is no bad imbalance.
2938                  */
2939                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
2940                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
2941
2942                 return 1;
2943         }
2944         return 0;
2945 }
2946
2947 /*
2948  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2949  * domain.
2950  */
2951 static struct sched_group *
2952 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
2953                   int this_cpu, int load_idx)
2954 {
2955         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
2956         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2957         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2958
2959         do {
2960                 unsigned long load, avg_load;
2961                 int local_group;
2962                 int i;
2963
2964                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2965                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2966                                         tsk_cpus_allowed(p)))
2967                         continue;
2968
2969                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2970                                                sched_group_cpus(group));
2971
2972                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2973                 avg_load = 0;
2974
2975                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2976                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2977                         if (local_group)
2978                                 load = source_load(i, load_idx);
2979                         else
2980                                 load = target_load(i, load_idx);
2981
2982                         avg_load += load;
2983                 }
2984
2985                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2986                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
2987
2988                 if (local_group) {
2989                         this_load = avg_load;
2990                 } else if (avg_load < min_load) {
2991                         min_load = avg_load;
2992                         idlest = group;
2993                 }
2994         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2995
2996         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2997                 return NULL;
2998         return idlest;
2999 }
3000
3001 /*
3002  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
3003  */
3004 static int
3005 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
3006 {
3007         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
3008         int idlest = -1;
3009         int i;
3010
3011         /* Traverse only the allowed CPUs */
3012         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
3013                 load = weighted_cpuload(i);
3014
3015                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
3016                         min_load = load;
3017                         idlest = i;
3018                 }
3019         }
3020
3021         return idlest;
3022 }
3023
3024 /*
3025  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
3026  */
3027 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
3028 {
3029         int cpu = smp_processor_id();
3030         int prev_cpu = task_cpu(p);
3031         struct sched_domain *sd;
3032         struct sched_group *sg;
3033         int i;
3034
3035         /*
3036          * If the task is going to be woken-up on this cpu and if it is
3037          * already idle, then it is the right target.
3038          */
3039         if (target == cpu && idle_cpu(cpu))
3040                 return cpu;
3041
3042         /*
3043          * If the task is going to be woken-up on the cpu where it previously
3044          * ran and if it is currently idle, then it the right target.
3045          */
3046         if (target == prev_cpu && idle_cpu(prev_cpu))
3047                 return prev_cpu;
3048
3049         /*
3050          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
3051          */
3052         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
3053         for_each_lower_domain(sd) {
3054                 sg = sd->groups;
3055                 do {
3056                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
3057                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
3058                                 goto next;
3059
3060                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
3061                                 if (!idle_cpu(i))
3062                                         goto next;
3063                         }
3064
3065                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
3066                                         tsk_cpus_allowed(p));
3067                         goto done;
3068 next:
3069                         sg = sg->next;
3070                 } while (sg != sd->groups);
3071         }
3072 done:
3073         return target;
3074 }
3075
3076 /*
3077  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
3078  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
3079  * SD_BALANCE_EXEC.
3080  *
3081  * Balance, ie. select the least loaded group.
3082  *
3083  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
3084  *
3085  * preempt must be disabled.
3086  */
3087 static int
3088 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
3089 {
3090         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
3091         int cpu = smp_processor_id();
3092         int prev_cpu = task_cpu(p);
3093         int new_cpu = cpu;
3094         int want_affine = 0;
3095         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
3096
3097         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
3098                 return prev_cpu;
3099
3100         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
3101                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
3102                         want_affine = 1;
3103                 new_cpu = prev_cpu;
3104         }
3105
3106         rcu_read_lock();
3107         for_each_domain(cpu, tmp) {
3108                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3109                         continue;
3110
3111                 /*
3112                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
3113                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
3114                  */
3115                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
3116                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
3117                         affine_sd = tmp;
3118                         break;
3119                 }
3120
3121                 if (tmp->flags & sd_flag)
3122                         sd = tmp;
3123         }
3124
3125         if (affine_sd) {
3126                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
3127                         prev_cpu = cpu;
3128
3129                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
3130                 goto unlock;
3131         }
3132
3133         while (sd) {
3134                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
3135                 struct sched_group *group;
3136                 int weight;
3137
3138                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
3139                         sd = sd->child;
3140                         continue;
3141                 }
3142
3143                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
3144                         load_idx = sd->wake_idx;
3145
3146                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
3147                 if (!group) {
3148                         sd = sd->child;
3149                         continue;
3150                 }
3151
3152                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
3153                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
3154                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
3155                         sd = sd->child;
3156                         continue;
3157                 }
3158
3159                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
3160                 cpu = new_cpu;
3161                 weight = sd->span_weight;
3162                 sd = NULL;
3163                 for_each_domain(cpu, tmp) {
3164                         if (weight <= tmp->span_weight)
3165                                 break;
3166                         if (tmp->flags & sd_flag)
3167                                 sd = tmp;
3168                 }
3169                 /* while loop will break here if sd == NULL */
3170         }
3171 unlock:
3172         rcu_read_unlock();
3173
3174         return new_cpu;
3175 }
3176
3177 /*
3178  * Load-tracking only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED dependency below may be
3179  * removed when useful for applications beyond shares distribution (e.g.
3180  * load-balance).
3181  */
3182 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3183 /*
3184  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
3185  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
3186  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
3187  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
3188  */
3189 static void
3190 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
3191 {
3192         struct sched_entity *se = &p->se;
3193         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3194
3195         /*
3196          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
3197          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
3198          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
3199          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
3200          */
3201         if (se->avg.decay_count) {
3202                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
3203                 atomic64_add(se->avg.load_avg_contrib, &cfs_rq->removed_load);
3204         }
3205 }
3206 #endif
3207 #endif /* CONFIG_SMP */
3208
3209 static unsigned long
3210 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3211 {
3212         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
3213
3214         /*
3215          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
3216          * to virtual-time in his units.
3217          *
3218          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
3219          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
3220          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
3221          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
3222          * be smaller, again penalizing the lighter task.
3223          *
3224          * This is especially important for buddies when the leftmost
3225          * task is higher priority than the buddy.
3226          */
3227         return calc_delta_fair(gran, se);
3228 }
3229
3230 /*
3231  * Should 'se' preempt 'curr'.
3232  *
3233  *             |s1
3234  *        |s2
3235  *   |s3
3236  *         g
3237  *      |<--->|c
3238  *
3239  *  w(c, s1) = -1
3240  *  w(c, s2) =  0
3241  *  w(c, s3) =  1
3242  *
3243  */
3244 static int
3245 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3246 {
3247         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
3248
3249         if (vdiff <= 0)
3250                 return -1;
3251
3252         gran = wakeup_gran(curr, se);
3253         if (vdiff > gran)
3254                 return 1;
3255
3256         return 0;
3257 }
3258
3259 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
3260 {
3261         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3262                 return;
3263
3264         for_each_sched_entity(se)
3265                 cfs_rq_of(se)->last = se;
3266 }
3267
3268 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
3269 {
3270         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3271                 return;
3272
3273         for_each_sched_entity(se)
3274                 cfs_rq_of(se)->next = se;
3275 }
3276
3277 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
3278 {
3279         for_each_sched_entity(se)
3280                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
3281 }
3282
3283 /*
3284  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3285  */
3286 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
3287 {
3288         struct task_struct *curr = rq->curr;
3289         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
3290         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3291         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
3292         int next_buddy_marked = 0;
3293
3294         if (unlikely(se == pse))
3295                 return;
3296
3297         /*
3298          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
3299          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
3300          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
3301          * next-buddy nomination below.
3302          */
3303         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
3304                 return;
3305
3306         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
3307                 set_next_buddy(pse);
3308                 next_buddy_marked = 1;
3309         }
3310
3311         /*
3312          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
3313          * wake up path.
3314          *
3315          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
3316          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
3317          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
3318          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
3319          * below.
3320          */
3321         if (test_tsk_need_resched(curr))
3322                 return;
3323
3324         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
3325         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
3326             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
3327                 goto preempt;
3328
3329         /*
3330          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
3331          * is driven by the tick):
3332          */
3333         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
3334                 return;
3335
3336         find_matching_se(&se, &pse);
3337         update_curr(cfs_rq_of(se));
3338         BUG_ON(!pse);
3339         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
3340                 /*
3341                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
3342                  * triggering this preemption.
3343                  */
3344                 if (!next_buddy_marked)
3345                         set_next_buddy(pse);
3346                 goto preempt;
3347         }
3348
3349         return;
3350
3351 preempt:
3352         resched_task(curr);
3353         /*
3354          * Only set the backward buddy when the current task is still
3355          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
3356          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
3357          * point, either of which can * drop the rq lock.
3358          *
3359          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
3360          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
3361          */
3362         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
3363                 return;
3364
3365         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
3366                 set_last_buddy(se);
3367 }
3368
3369 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
3370 {
3371         struct task_struct *p;
3372         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
3373         struct sched_entity *se;
3374
3375         if (!cfs_rq->nr_running)
3376                 return NULL;
3377
3378         do {
3379                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
3380                 set_next_entity(cfs_rq, se);
3381                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
3382         } while (cfs_rq);
3383
3384         p = task_of(se);
3385         if (hrtick_enabled(rq))
3386                 hrtick_start_fair(rq, p);
3387
3388         return p;
3389 }
3390
3391 /*
3392  * Account for a descheduled task:
3393  */
3394 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3395 {
3396         struct sched_entity *se = &prev->se;
3397         struct cfs_rq *cfs_rq;
3398
3399         for_each_sched_entity(se) {
3400                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3401                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
3402         }
3403 }
3404
3405 /*
3406  * sched_yield() is very simple
3407  *
3408  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
3409  */
3410 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
3411 {
3412         struct task_struct *curr = rq->curr;
3413         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3414         struct sched_entity *se = &curr->se;
3415
3416         /*
3417          * Are we the only task in the tree?
3418          */
3419         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
3420                 return;
3421
3422         clear_buddies(cfs_rq, se);
3423
3424         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
3425                 update_rq_clock(rq);
3426                 /*
3427                  * Update run-time statistics of the 'current'.
3428                  */
3429                 update_curr(cfs_rq);
3430                 /*
3431                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
3432                  * so we don't do microscopic update in schedule()
3433                  * and double the fastpath cost.
3434                  */
3435                  rq->skip_clock_update = 1;
3436         }
3437
3438         set_skip_buddy(se);
3439 }
3440
3441 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
3442 {
3443         struct sched_entity *se = &p->se;
3444
3445         /* throttled hierarchies are not runnable */
3446         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
3447                 return false;
3448
3449         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
3450         set_next_buddy(se);
3451
3452         yield_task_fair(rq);
3453
3454         return true;
3455 }
3456
3457 #ifdef CONFIG_SMP
3458 /**************************************************
3459  * Fair scheduling class load-balancing methods.
3460  *
3461  * BASICS
3462  *
3463  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
3464  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
3465  * time to each task. This is expressed in the following equation:
3466  *
3467  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
3468  *
3469  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
3470  * W_i,0 is defined as:
3471  *
3472  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
3473  *
3474  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
3475  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
3476  *
3477  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
3478  * weight:
3479  *
3480  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
3481  *
3482  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
3483  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
3484  * can also include other factors [XXX].
3485  *
3486  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
3487  * directly from (1):
3488  *
3489  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
3490  *
3491  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
3492  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
3493  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
3494  *
3495  * [XXX expand on:
3496  *     - infeasible weights;
3497  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
3498  *
3499  *
3500  * SCHED DOMAINS
3501  *
3502  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
3503  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
3504  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
3505  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
3506  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
3507  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
3508  * the groups.
3509  *
3510  * This yields:
3511  *
3512  *     log_2 n     1     n
3513  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
3514  *     i = 0      2^i   2^i
3515  *                               `- size of each group
3516  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
3517  *         |         `- freq
3518  *         `- sum over all levels
3519  *
3520  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
3521  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
3522  *
3523  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
3524  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
3525  *
3526  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
3527  *
3528  *             log_2 n     
3529  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
3530  *             k = 0
3531  *
3532  * And you'll find that:
3533  *
3534  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
3535  *
3536  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
3537  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
3538  * of:
3539  *
3540  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
3541  *
3542  *
3543  * WORK CONSERVING
3544  *
3545  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
3546  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
3547  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
3548  *
3549  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
3550  * time.
3551  *
3552  * [XXX more?]
3553  *
3554  *
3555  * CGROUPS
3556  *
3557  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
3558  *
3559  *                                s_k,i
3560  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
3561  *                                 S_k
3562  *
3563  * Where
3564  *
3565  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
3566  *
3567  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
3568  *
3569  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
3570  * property.
3571  *
3572  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
3573  *      rewrite all of this once again.]
3574  */ 
3575
3576 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
3577
3578 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
3579 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
3580 #define LBF_SOME_PINNED 0x04
3581
3582 struct lb_env {
3583         struct sched_domain     *sd;
3584
3585         struct rq               *src_rq;
3586         int                     src_cpu;
3587
3588         int                     dst_cpu;
3589         struct rq               *dst_rq;
3590
3591         struct cpumask          *dst_grpmask;
3592         int                     new_dst_cpu;
3593         enum cpu_idle_type      idle;
3594         long                    imbalance;
3595         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
3596         struct cpumask          *cpus;
3597
3598         unsigned int            flags;
3599
3600         unsigned int            loop;
3601         unsigned int            loop_break;
3602         unsigned int            loop_max;
3603 };
3604
3605 /*
3606  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
3607  * Both runqueues must be locked.
3608  */
3609 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3610 {
3611         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
3612         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
3613         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
3614         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
3615 }
3616
3617 /*
3618  * Is this task likely cache-hot:
3619  */
3620 static int
3621 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
3622 {
3623         s64 delta;
3624
3625         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
3626                 return 0;
3627
3628         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
3629                 return 0;
3630
3631         /*
3632          * Buddy candidates are cache hot:
3633          */
3634         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
3635                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
3636                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
3637                 return 1;
3638
3639         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
3640                 return 1;
3641         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
3642                 return 0;
3643
3644         delta = now - p->se.exec_start;
3645
3646         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
3647 }
3648
3649 /*
3650  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3651  */
3652 static
3653 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3654 {
3655         int tsk_cache_hot = 0;
3656         /*
3657          * We do not migrate tasks that are:
3658          * 1) running (obviously), or
3659          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3660          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3661          */
3662         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
3663                 int new_dst_cpu;
3664
3665                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
3666
3667                 /*
3668                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
3669                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
3670                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
3671                  *
3672                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
3673                  * one in current iteration.
3674                  */
3675                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_SOME_PINNED))
3676                         return 0;
3677
3678                 new_dst_cpu = cpumask_first_and(env->dst_grpmask,
3679                                                 tsk_cpus_allowed(p));
3680                 if (new_dst_cpu < nr_cpu_ids) {
3681                         env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
3682                         env->new_dst_cpu = new_dst_cpu;
3683                 }
3684                 return 0;
3685         }
3686
3687         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
3688         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
3689
3690         if (task_running(env->src_rq, p)) {
3691                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
3692                 return 0;
3693         }
3694
3695         /*
3696          * Aggressive migration if:
3697          * 1) task is cache cold, or
3698          * 2) too many balance attempts have failed.
3699          */
3700
3701         tsk_cache_hot = task_hot(p, env->src_rq->clock_task, env->sd);
3702         if (!tsk_cache_hot ||
3703                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
3704 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3705                 if (tsk_cache_hot) {
3706                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
3707                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
3708                 }
3709 #endif
3710                 return 1;
3711         }
3712
3713         if (tsk_cache_hot) {
3714                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
3715                 return 0;
3716         }
3717         return 1;
3718 }
3719
3720 /*
3721  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3722  * part of active balancing operations within "domain".
3723  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3724  *
3725  * Called with both runqueues locked.
3726  */
3727 static int move_one_task(struct lb_env *env)
3728 {
3729         struct task_struct *p, *n;
3730
3731         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
3732                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_rq->cpu, env->dst_cpu))
3733                         continue;
3734
3735                 if (!can_migrate_task(p, env))
3736                         continue;
3737
3738                 move_task(p, env);
3739                 /*
3740                  * Right now, this is only the second place move_task()
3741                  * is called, so we can safely collect move_task()
3742                  * stats here rather than inside move_task().
3743                  */
3744                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
3745                 return 1;
3746         }
3747         return 0;
3748 }
3749
3750 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
3751
3752 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
3753
3754 /*
3755  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
3756  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3757  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3758  *
3759  * Called with both runqueues locked.
3760  */
3761 static int move_tasks(struct lb_env *env)
3762 {
3763         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
3764         struct task_struct *p;
3765         unsigned long load;
3766         int pulled = 0;
3767
3768         if (env->imbalance <= 0)
3769                 return 0;
3770
3771         while (!list_empty(tasks)) {
3772                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
3773
3774                 env->loop++;
3775                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
3776                 if (env->loop > env->loop_max)
3777                         break;
3778
3779                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
3780                 if (env->loop > env->loop_break) {
3781                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
3782                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
3783                         break;
3784                 }
3785
3786                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
3787                         goto next;
3788
3789                 load = task_h_load(p);
3790
3791                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
3792                         goto next;
3793
3794                 if ((load / 2) > env->imbalance)
3795                         goto next;
3796
3797                 if (!can_migrate_task(p, env))
3798                         goto next;
3799
3800                 move_task(p, env);
3801                 pulled++;
3802                 env->imbalance -= load;
3803
3804 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3805                 /*
3806                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3807                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3808                  * the critical section.
3809                  */
3810                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3811                         break;
3812 #endif
3813
3814                 /*
3815                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
3816                  * weighted load.
3817                  */
3818                 if (env->imbalance <= 0)
3819                         break;
3820
3821                 continue;
3822 next:
3823                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
3824         }
3825
3826         /*
3827          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
3828          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
3829          * inside move_task().
3830          */
3831         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
3832
3833         return pulled;
3834 }
3835
3836 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3837 /*
3838  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
3839  */
3840 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
3841 {
3842         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
3843         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
3844
3845         /* throttled entities do not contribute to load */
3846         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
3847                 return;
3848
3849         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
3850
3851         if (se) {
3852                 update_entity_load_avg(se, 1);
3853                 /*
3854                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
3855                  * list removal.  This generally implies that all our children
3856                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
3857                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
3858                  * at enqueue.
3859                  *
3860                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
3861                  */
3862                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
3863                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3864         } else {
3865                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3866                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3867         }
3868 }
3869
3870 static void update_blocked_averages(int cpu)
3871 {
3872         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3873         struct cfs_rq *cfs_rq;
3874         unsigned long flags;
3875
3876         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3877         update_rq_clock(rq);
3878         /*
3879          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
3880          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
3881          */
3882         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3883                 /*
3884                  * Note: We may want to consider periodically releasing
3885                  * rq->lock about these updates so that creating many task
3886                  * groups does not result in continually extending hold time.
3887                  */
3888                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
3889         }
3890
3891         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3892 }
3893
3894 /*
3895  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
3896  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
3897  * group is a fraction of its parents load.
3898  */
3899 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
3900 {
3901         unsigned long load;
3902         long cpu = (long)data;
3903
3904         if (!tg->parent) {
3905                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
3906         } else {
3907                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
3908                 load *= tg->se[cpu]->load.weight;
3909                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
3910         }
3911
3912         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
3913
3914         return 0;
3915 }
3916
3917 static void update_h_load(long cpu)
3918 {
3919         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3920         unsigned long now = jiffies;
3921
3922         if (rq->h_load_throttle == now)
3923                 return;
3924
3925         rq->h_load_throttle = now;
3926
3927         rcu_read_lock();
3928         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
3929         rcu_read_unlock();
3930 }
3931
3932 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
3933 {
3934         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
3935         unsigned long load;
3936
3937         load = p->se.load.weight;
3938         load = div_u64(load * cfs_rq->h_load, cfs_rq->load.weight + 1);
3939
3940         return load;
3941 }
3942 #else
3943 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
3944 {
3945 }
3946
3947 static inline void update_h_load(long cpu)
3948 {
3949 }
3950
3951 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
3952 {
3953         return p->se.load.weight;
3954 }
3955 #endif
3956
3957 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3958 /*
3959  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3960  *              during load balancing.
3961  */
3962 struct sd_lb_stats {
3963         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3964         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3965         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3966         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3967         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3968
3969         /** Statistics of this group */
3970         unsigned long this_load;
3971         unsigned long this_load_per_task;
3972         unsigned long this_nr_running;
3973         unsigned long this_has_capacity;
3974         unsigned int  this_idle_cpus;
3975
3976         /* Statistics of the busiest group */
3977         unsigned int  busiest_idle_cpus;
3978         unsigned long max_load;
3979         unsigned long busiest_load_per_task;
3980         unsigned long busiest_nr_running;
3981         unsigned long busiest_group_capacity;
3982         unsigned long busiest_has_capacity;
3983         unsigned int  busiest_group_weight;
3984
3985         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3986 };
3987
3988 /*
3989  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3990  */
3991 struct sg_lb_stats {
3992         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3993         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3994         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3995         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3996         unsigned long group_capacity;
3997         unsigned long idle_cpus;
3998         unsigned long group_weight;
3999         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
4000         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
4001 };
4002
4003 /**
4004  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
4005  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
4006  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
4007  */
4008 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
4009                                         enum cpu_idle_type idle)
4010 {
4011         int load_idx;
4012
4013         switch (idle) {
4014         case CPU_NOT_IDLE:
4015                 load_idx = sd->busy_idx;
4016                 break;
4017
4018         case CPU_NEWLY_IDLE:
4019                 load_idx = sd->newidle_idx;
4020                 break;
4021         default:
4022                 load_idx = sd->idle_idx;
4023                 break;
4024         }
4025
4026         return load_idx;
4027 }
4028
4029 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4030 {
4031         return SCHED_POWER_SCALE;
4032 }
4033
4034 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4035 {
4036         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
4037 }
4038
4039 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4040 {
4041         unsigned long weight = sd->span_weight;
4042         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
4043
4044         smt_gain /= weight;
4045
4046         return smt_gain;
4047 }
4048
4049 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4050 {
4051         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
4052 }
4053
4054 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
4055 {
4056         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4057         u64 total, available, age_stamp, avg;
4058
4059         /*
4060          * Since we're reading these variables without serialization make sure
4061          * we read them once before doing sanity checks on them.
4062          */
4063         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
4064         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
4065
4066         total = sched_avg_period() + (rq->clock - age_stamp);
4067
4068         if (unlikely(total < avg)) {
4069                 /* Ensures that power won't end up being negative */
4070                 available = 0;
4071         } else {
4072                 available = total - avg;
4073         }
4074
4075         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
4076                 total = SCHED_POWER_SCALE;
4077
4078         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4079
4080         return div_u64(available, total);
4081 }
4082
4083 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4084 {
4085         unsigned long weight = sd->span_weight;
4086         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
4087         struct sched_group *sdg = sd->groups;
4088
4089         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
4090                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
4091                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
4092                 else
4093                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
4094
4095                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4096         }
4097
4098         sdg->sgp->power_orig = power;
4099
4100         if (sched_feat(ARCH_POWER))
4101                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
4102         else
4103                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
4104
4105         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4106
4107         power *= scale_rt_power(cpu);
4108         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4109
4110         if (!power)
4111                 power = 1;
4112
4113         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
4114         sdg->sgp->power = power;
4115 }
4116
4117 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4118 {
4119         struct sched_domain *child = sd->child;
4120         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
4121         unsigned long power;
4122         unsigned long interval;
4123
4124         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4125         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
4126         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
4127
4128         if (!child) {
4129                 update_cpu_power(sd, cpu);
4130                 return;
4131         }
4132
4133         power = 0;
4134
4135         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
4136                 /*
4137                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
4138                  * span the current group.
4139                  */
4140
4141                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg))
4142                         power += power_of(cpu);
4143         } else  {
4144                 /*
4145                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
4146                  * span the current group.
4147                  */ 
4148
4149                 group = child->groups;
4150                 do {
4151                         power += group->sgp->power;
4152                         group = group->next;
4153                 } while (group != child->groups);
4154         }
4155
4156         sdg->sgp->power_orig = sdg->sgp->power = power;
4157 }
4158
4159 /*
4160  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
4161  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
4162  * which on its own isn't powerful enough.
4163  *
4164  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
4165  */
4166 static inline int
4167 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
4168 {
4169         /*
4170          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
4171          */
4172         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
4173                 return 0;
4174
4175         /*
4176          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
4177          */
4178         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
4179                 return 1;
4180
4181         return 0;
4182 }
4183
4184 /**
4185  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
4186  * @env: The load balancing environment.
4187  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
4188  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
4189  * @local_group: Does group contain this_cpu.
4190  * @balance: Should we balance.
4191  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
4192  */
4193 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
4194                         struct sched_group *group, int load_idx,
4195                         int local_group, int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
4196 {
4197         unsigned long nr_running, max_nr_running, min_nr_running;
4198         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
4199         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
4200         unsigned long avg_load_per_task = 0;
4201         int i;
4202
4203         if (local_group)
4204                 balance_cpu = group_balance_cpu(group);
4205
4206         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4207         max_cpu_load = 0;
4208         min_cpu_load = ~0UL;
4209         max_nr_running = 0;
4210         min_nr_running = ~0UL;
4211
4212         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
4213                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
4214
4215                 nr_running = rq->nr_running;
4216
4217                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4218                 if (local_group) {
4219                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu &&
4220                                         cpumask_test_cpu(i, sched_group_mask(group))) {
4221                                 first_idle_cpu = 1;
4222                                 balance_cpu = i;
4223                         }
4224
4225                         load = target_load(i, load_idx);
4226                 } else {
4227                         load = source_load(i, load_idx);
4228                         if (load > max_cpu_load)
4229                                 max_cpu_load = load;
4230                         if (min_cpu_load > load)
4231                                 min_cpu_load = load;
4232
4233                         if (nr_running > max_nr_running)
4234                                 max_nr_running = nr_running;
4235                         if (min_nr_running > nr_running)
4236                                 min_nr_running = nr_running;
4237                 }
4238
4239                 sgs->group_load += load;
4240                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
4241                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
4242                 if (idle_cpu(i))
4243                         sgs->idle_cpus++;
4244         }
4245
4246         /*
4247          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
4248          * is eligible for doing load balancing at this and above
4249          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
4250          * to do the newly idle load balance.
4251          */
4252         if (local_group) {
4253                 if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
4254                         if (balance_cpu != env->dst_cpu) {
4255                                 *balance = 0;
4256                                 return;
4257                         }
4258                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4259                 } else if (time_after_eq(jiffies, group->sgp->next_update))
4260                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4261         }
4262
4263         /* Adjust by relative CPU power of the group */
4264         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4265
4266         /*
4267          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
4268          * than the average weight of a task.
4269          *
4270          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
4271          *      might not be a suitable number - should we keep a
4272          *      normalized nr_running number somewhere that negates
4273          *      the hierarchy?
4274          */
4275         if (sgs->sum_nr_running)
4276                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
4277
4278         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) >= avg_load_per_task &&
4279             (max_nr_running - min_nr_running) > 1)
4280                 sgs->group_imb = 1;
4281
4282         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->sgp->power,
4283                                                 SCHED_POWER_SCALE);
4284         if (!sgs->group_capacity)
4285                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4286         sgs->group_weight = group->group_weight;
4287
4288         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
4289                 sgs->group_has_capacity = 1;
4290 }
4291
4292 /**
4293  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
4294  * @env: The load balancing environment.
4295  * @sds: sched_domain statistics
4296  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
4297  * @sgs: sched_group statistics
4298  *
4299  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
4300  * busiest group.
4301  */
4302 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
4303                                    struct sd_lb_stats *sds,
4304                                    struct sched_group *sg,
4305                                    struct sg_lb_stats *sgs)
4306 {
4307         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
4308                 return false;
4309
4310         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
4311                 return true;
4312
4313         if (sgs->group_imb)
4314                 return true;
4315
4316         /*
4317          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
4318          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
4319          * higher than ourself as busy.
4320          */
4321         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
4322             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
4323                 if (!sds->busiest)
4324                         return true;
4325
4326                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
4327                         return true;
4328         }
4329
4330         return false;
4331 }
4332
4333 /**
4334  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
4335  * @env: The load balancing environment.
4336  * @balance: Should we balance.
4337  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
4338  */
4339 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env,
4340                                         int *balance, struct sd_lb_stats *sds)
4341 {
4342         struct sched_domain *child = env->sd->child;
4343         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
4344         struct sg_lb_stats sgs;
4345         int load_idx, prefer_sibling = 0;
4346
4347         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
4348                 prefer_sibling = 1;
4349
4350         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
4351
4352         do {
4353                 int local_group;
4354
4355                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
4356                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
4357                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, balance, &sgs);
4358
4359                 if (local_group && !(*balance))
4360                         return;
4361
4362                 sds->total_load += sgs.group_load;
4363                 sds->total_pwr += sg->sgp->power;
4364
4365                 /*
4366                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
4367                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
4368                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
4369                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
4370                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
4371                  * extra check prevents the case where you always pull from the
4372                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
4373                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
4374                  */
4375                 if (prefer_sibling && !local_group && sds->this_has_capacity)
4376                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
4377
4378                 if (local_group) {
4379                         sds->this_load = sgs.avg_load;
4380                         sds->this = sg;
4381                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4382                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4383                         sds->this_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4384                         sds->this_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4385                 } else if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, &sgs)) {
4386                         sds->max_load = sgs.avg_load;
4387                         sds->busiest = sg;
4388                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4389                         sds->busiest_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4390                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
4391                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4392                         sds->busiest_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4393                         sds->busiest_group_weight = sgs.group_weight;
4394                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
4395                 }
4396
4397                 sg = sg->next;
4398         } while (sg != env->sd->groups);
4399 }
4400
4401 /**
4402  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
4403  *                      sched doman.
4404  *
4405  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
4406  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
4407  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
4408  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
4409  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
4410  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
4411  *
4412  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
4413  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
4414  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
4415  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
4416  * number.
4417  *
4418  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
4419  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
4420  *
4421  * @env: The load balancing environment.
4422  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
4423  */
4424 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4425 {
4426         int busiest_cpu;
4427
4428         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
4429                 return 0;
4430
4431         if (!sds->busiest)
4432                 return 0;
4433
4434         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
4435         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
4436                 return 0;
4437
4438         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
4439                 sds->max_load * sds->busiest->sgp->power, SCHED_POWER_SCALE);
4440
4441         return 1;
4442 }
4443
4444 /**
4445  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
4446  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
4447  *                      load balancing.
4448  * @env: The load balancing environment.
4449  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4450  */
4451 static inline
4452 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4453 {
4454         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
4455         unsigned int imbn = 2;
4456         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
4457
4458         if (sds->this_nr_running) {
4459                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
4460                 if (sds->busiest_load_per_task >
4461                                 sds->this_load_per_task)
4462                         imbn = 1;
4463         } else {
4464                 sds->this_load_per_task =
4465                         cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
4466         }
4467
4468         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
4469                                          * SCHED_POWER_SCALE;
4470         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->sgp->power;
4471
4472         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
4473                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
4474                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4475                 return;
4476         }
4477
4478         /*
4479          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
4480          * however we may be able to increase total CPU power used by
4481          * moving them.
4482          */
4483
4484         pwr_now += sds->busiest->sgp->power *
4485                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
4486         pwr_now += sds->this->sgp->power *
4487                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
4488         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
4489
4490         /* Amount of load we'd subtract */
4491         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4492                 sds->busiest->sgp->power;
4493         if (sds->max_load > tmp)
4494                 pwr_move += sds->busiest->sgp->power *
4495                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
4496
4497         /* Amount of load we'd add */
4498         if (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power <
4499                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE)
4500                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power) /
4501                         sds->this->sgp->power;
4502         else
4503                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4504                         sds->this->sgp->power;
4505         pwr_move += sds->this->sgp->power *
4506                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
4507         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
4508
4509         /* Move if we gain throughput */
4510         if (pwr_move > pwr_now)
4511                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4512 }
4513
4514 /**
4515  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
4516  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
4517  * @env: load balance environment
4518  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4519  */
4520 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4521 {
4522         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
4523
4524         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
4525         if (sds->group_imb) {
4526                 sds->busiest_load_per_task =
4527                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
4528         }
4529
4530         /*
4531          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
4532          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
4533          * its cpu_power, while calculating max_load..)
4534          */
4535         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
4536                 env->imbalance = 0;
4537                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4538         }
4539
4540         if (!sds->group_imb) {
4541                 /*
4542                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
4543                  */
4544                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
4545                                                 sds->busiest_group_capacity);
4546
4547                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
4548
4549                 load_above_capacity /= sds->busiest->sgp->power;
4550         }
4551
4552         /*
4553          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4554          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4555          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
4556          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
4557          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
4558          * for the minimum possible imbalance.
4559          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
4560          * with unsigned longs.
4561          */
4562         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
4563
4564         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
4565         env->imbalance = min(max_pull * sds->busiest->sgp->power,
4566                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->sgp->power)
4567                         / SCHED_POWER_SCALE;
4568
4569         /*
4570          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
4571          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
4572          * a think about bumping its value to force at least one task to be
4573          * moved
4574          */
4575         if (env->imbalance < sds->busiest_load_per_task)
4576                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4577
4578 }
4579
4580 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
4581
4582 /**
4583  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
4584  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
4585  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
4586  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
4587  * such a group exists.
4588  *
4589  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
4590  * to restore balance.
4591  *
4592  * @env: The load balancing environment.
4593  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
4594  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
4595  *
4596  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
4597  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
4598  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
4599  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
4600  */
4601 static struct sched_group *
4602 find_busiest_group(struct lb_env *env, int *balance)
4603 {
4604         struct sd_lb_stats sds;
4605
4606         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
4607
4608         /*
4609          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
4610          * this level.
4611          */
4612         update_sd_lb_stats(env, balance, &sds);
4613
4614         /*
4615          * this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing at
4616          * this level.
4617          */
4618         if (!(*balance))
4619                 goto ret;
4620
4621         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
4622             check_asym_packing(env, &sds))
4623                 return sds.busiest;
4624
4625         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
4626         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4627                 goto out_balanced;
4628
4629         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4630
4631         /*
4632          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
4633          * work because they assumes all things are equal, which typically
4634          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
4635          */
4636         if (sds.group_imb)
4637                 goto force_balance;
4638
4639         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
4640         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && sds.this_has_capacity &&
4641                         !sds.busiest_has_capacity)
4642                 goto force_balance;
4643
4644         /*
4645          * If the local group is more busy than the selected busiest group
4646          * don't try and pull any tasks.
4647          */
4648         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4649                 goto out_balanced;
4650
4651         /*
4652          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
4653          * average load.
4654          */
4655         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4656                 goto out_balanced;
4657
4658         if (env->idle == CPU_IDLE) {
4659                 /*
4660                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
4661                  * have more tasks than the number of available cpu's and
4662                  * there is no imbalance between this and busiest group
4663                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
4664                  */
4665                 if ((sds.this_idle_cpus <= sds.busiest_idle_cpus + 1) &&
4666                     sds.busiest_nr_running <= sds.busiest_group_weight)
4667                         goto out_balanced;
4668         } else {
4669                 /*
4670                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
4671                  * imbalance_pct to be conservative.
4672                  */
4673                 if (100 * sds.max_load <= env->sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4674                         goto out_balanced;
4675         }
4676
4677 force_balance:
4678         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4679         calculate_imbalance(env, &sds);
4680         return sds.busiest;
4681
4682 out_balanced:
4683 ret:
4684         env->imbalance = 0;
4685         return NULL;
4686 }
4687
4688 /*
4689  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4690  */
4691 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
4692                                      struct sched_group *group)
4693 {
4694         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4695         unsigned long max_load = 0;
4696         int i;
4697
4698         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4699                 unsigned long power = power_of(i);
4700                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
4701                                                            SCHED_POWER_SCALE);
4702                 unsigned long wl;
4703
4704                 if (!capacity)
4705                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4706
4707                 if (!cpumask_test_cpu(i, env->cpus))
4708                         continue;
4709
4710                 rq = cpu_rq(i);
4711                 wl = weighted_cpuload(i);
4712
4713                 /*
4714                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
4715                  * which is not scaled with the cpu power.
4716                  */
4717                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
4718                         continue;
4719
4720                 /*
4721                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
4722                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
4723                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
4724                  * running at a lower capacity.
4725                  */
4726                 wl = (wl * SCHED_POWER_SCALE) / power;
4727
4728                 if (wl > max_load) {
4729                         max_load = wl;
4730                         busiest = rq;
4731                 }
4732         }
4733
4734         return busiest;
4735 }
4736
4737 /*
4738  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4739  * so long as it is large enough.
4740  */
4741 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4742
4743 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4744 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4745
4746 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
4747 {
4748         struct sched_domain *sd = env->sd;
4749
4750         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
4751
4752                 /*
4753                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
4754                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
4755                  * lowest numbered CPUs.
4756                  */
4757                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
4758                         return 1;
4759         }
4760
4761         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
4762 }
4763
4764 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
4765
4766 /*
4767  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4768  * tasks if there is an imbalance.
4769  */
4770 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4771                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4772                         int *balance)
4773 {
4774         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
4775         int lb_iterations, max_lb_iterations;
4776         struct sched_group *group;
4777         struct rq *busiest;
4778         unsigned long flags;
4779         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4780
4781         struct lb_env env = {
4782                 .sd             = sd,
4783                 .dst_cpu        = this_cpu,
4784                 .dst_rq         = this_rq,
4785                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
4786                 .idle           = idle,
4787                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
4788                 .cpus           = cpus,
4789         };
4790
4791         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4792         max_lb_iterations = cpumask_weight(env.dst_grpmask);
4793
4794         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4795
4796 redo:
4797         group = find_busiest_group(&env, balance);
4798
4799         if (*balance == 0)
4800                 goto out_balanced;
4801
4802         if (!group) {
4803                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4804                 goto out_balanced;
4805         }
4806
4807         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
4808         if (!busiest) {
4809                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4810                 goto out_balanced;
4811         }
4812
4813         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
4814
4815         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
4816
4817         ld_moved = 0;
4818         lb_iterations = 1;
4819         if (busiest->nr_running > 1) {
4820                 /*
4821                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4822                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4823                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4824                  * correctly treated as an imbalance.
4825                  */
4826                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
4827                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
4828                 env.src_rq    = busiest;
4829                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
4830
4831                 update_h_load(env.src_cpu);
4832 more_balance:
4833                 local_irq_save(flags);
4834                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
4835
4836                 /*
4837                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
4838                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
4839                  */
4840                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
4841                 ld_moved += cur_ld_moved;
4842                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
4843                 local_irq_restore(flags);
4844
4845                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
4846                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
4847                         goto more_balance;
4848                 }
4849
4850                 /*
4851                  * some other cpu did the load balance for us.
4852                  */
4853                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
4854                         resched_cpu(env.dst_cpu);
4855
4856                 /*
4857                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
4858                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
4859                  * where they can run. The upper limit on how many times we
4860                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
4861                  * sched_group.
4862                  *
4863                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
4864                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
4865                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
4866                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
4867                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
4868                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
4869                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
4870                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
4871                  * This however should not happen so much in practice and
4872                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
4873                  * excess load moved.
4874                  */
4875                 if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0 &&
4876                                 lb_iterations++ < max_lb_iterations) {
4877
4878                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
4879                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
4880                         env.flags       &= ~LBF_SOME_PINNED;
4881                         env.loop         = 0;
4882                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
4883                         /*
4884                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
4885                          * need to continue with same src_cpu.
4886                          */
4887                         goto more_balance;
4888                 }
4889
4890                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4891                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
4892                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4893                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
4894                                 env.loop = 0;
4895                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
4896                                 goto redo;
4897                         }
4898                         goto out_balanced;
4899                 }
4900         }
4901
4902         if (!ld_moved) {
4903                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4904                 /*
4905                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
4906                  * We do not want newidle balance, which can be very
4907                  * frequent, pollute the failure counter causing
4908                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
4909                  */
4910                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
4911                         sd->nr_balance_failed++;
4912
4913                 if (need_active_balance(&env)) {
4914                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4915
4916                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
4917                          * if the curr task on busiest cpu can't be
4918                          * moved to this_cpu
4919                          */
4920                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4921                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
4922                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
4923                                                             flags);
4924                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
4925                                 goto out_one_pinned;
4926                         }
4927
4928                         /*
4929                          * ->active_balance synchronizes accesses to
4930                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
4931                          * only after active load balance is finished.
4932                          */
4933                         if (!busiest->active_balance) {
4934                                 busiest->active_balance = 1;
4935                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4936                                 active_balance = 1;
4937                         }
4938                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4939
4940                         if (active_balance) {
4941                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
4942                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
4943                                         &busiest->active_balance_work);
4944                         }
4945
4946                         /*
4947                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4948                          * counter.
4949                          */
4950                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4951                 }
4952         } else
4953                 sd->nr_balance_failed = 0;
4954
4955         if (likely(!active_balance)) {
4956                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4957                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4958         } else {
4959                 /*
4960                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4961                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4962                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4963                  * move_tasks).
4964                  */
4965                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4966                         sd->balance_interval *= 2;
4967         }
4968
4969         goto out;
4970
4971 out_balanced:
4972         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4973
4974         sd->nr_balance_failed = 0;
4975
4976 out_one_pinned:
4977         /* tune up the balancing interval */
4978         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
4979                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4980                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4981                 sd->balance_interval *= 2;
4982
4983         ld_moved = 0;
4984 out:
4985         return ld_moved;
4986 }
4987
4988 /*
4989  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4990  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4991  */
4992 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4993 {
4994         struct sched_domain *sd;
4995         int pulled_task = 0;
4996         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4997
4998         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
4999
5000         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
5001                 return;
5002
5003         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
5004
5005         /*
5006          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
5007          */
5008         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
5009
5010         update_blocked_averages(this_cpu);
5011         rcu_read_lock();
5012         for_each_domain(this_cpu, sd) {
5013                 unsigned long interval;
5014                 int balance = 1;
5015
5016                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5017                         continue;
5018
5019                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
5020                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
5021                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
5022                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
5023                 }
5024
5025                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5026                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
5027                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5028                 if (pulled_task) {
5029                         this_rq->idle_stamp = 0;
5030                         break;
5031                 }
5032         }
5033         rcu_read_unlock();
5034
5035         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
5036
5037         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
5038                 /*
5039                  * We are going idle. next_balance may be set based on
5040                  * a busy processor. So reset next_balance.
5041                  */
5042                 this_rq->next_balance = next_balance;
5043         }
5044 }
5045
5046 /*
5047  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
5048  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
5049  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
5050  * avoids physical / logical imbalances.
5051  */
5052 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
5053 {
5054         struct rq *busiest_rq = data;
5055         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
5056         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
5057         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
5058         struct sched_domain *sd;
5059
5060         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
5061
5062         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
5063         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
5064                      !busiest_rq->active_balance))
5065                 goto out_unlock;
5066
5067         /* Is there any task to move? */
5068         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
5069                 goto out_unlock;
5070
5071         /*
5072          * This condition is "impossible", if it occurs
5073          * we need to fix it. Originally reported by
5074          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
5075          */
5076         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
5077
5078         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
5079         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
5080
5081         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
5082         rcu_read_lock();
5083         for_each_domain(target_cpu, sd) {
5084                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
5085                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
5086                                 break;
5087         }
5088
5089         if (likely(sd)) {
5090                 struct lb_env env = {
5091                         .sd             = sd,
5092                         .dst_cpu        = target_cpu,
5093                         .dst_rq         = target_rq,
5094                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
5095                         .src_rq         = busiest_rq,
5096                         .idle           = CPU_IDLE,
5097                 };
5098
5099                 schedstat_inc(sd, alb_count);
5100
5101                 if (move_one_task(&env))
5102                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
5103                 else
5104                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
5105         }
5106         rcu_read_unlock();
5107         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
5108 out_unlock:
5109         busiest_rq->active_balance = 0;
5110         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
5111         return 0;
5112 }
5113
5114 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5115 /*
5116  * idle load balancing details
5117  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
5118  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
5119  *   load balancing for all the idle CPUs.
5120  */
5121 static struct {
5122         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5123         atomic_t nr_cpus;
5124         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5125 } nohz ____cacheline_aligned;
5126
5127 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
5128 {
5129         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
5130
5131         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
5132                 return ilb;
5133
5134         return nr_cpu_ids;
5135 }
5136
5137 /*
5138  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
5139  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
5140  * CPU (if there is one).
5141  */
5142 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
5143 {
5144         int ilb_cpu;
5145
5146         nohz.next_balance++;
5147
5148         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
5149
5150         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
5151                 return;
5152
5153         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
5154                 return;
5155         /*
5156          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
5157          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
5158          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
5159          * will be run before returning from the IPI.
5160          */
5161         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
5162         return;
5163 }
5164
5165 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
5166 {
5167         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
5168                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5169                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
5170                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5171         }
5172 }
5173
5174 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
5175 {
5176         struct sched_domain *sd;
5177         int cpu = smp_processor_id();
5178
5179         if (!test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
5180                 return;
5181         clear_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
5182
5183         rcu_read_lock();
5184         for_each_domain(cpu, sd)
5185                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5186         rcu_read_unlock();
5187 }
5188
5189 void set_cpu_sd_state_idle(void)
5190 {
5191         struct sched_domain *sd;
5192         int cpu = smp_processor_id();
5193
5194         if (test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
5195                 return;
5196         set_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
5197
5198         rcu_read_lock();
5199         for_each_domain(cpu, sd)
5200                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5201         rcu_read_unlock();
5202 }
5203
5204 /*
5205  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
5206  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
5207  */
5208 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
5209 {
5210         /*
5211          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
5212          */
5213         if (!cpu_active(cpu))
5214                 return;
5215
5216         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
5217                 return;
5218
5219         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5220         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
5221         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5222 }
5223
5224 static int __cpuinit sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
5225                                         unsigned long action, void *hcpu)
5226 {
5227         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5228         case CPU_DYING:
5229                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
5230                 return NOTIFY_OK;
5231         default:
5232                 return NOTIFY_DONE;
5233         }
5234 }
5235 #endif
5236
5237 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
5238
5239 /*
5240  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
5241  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
5242  */
5243 void update_max_interval(void)
5244 {
5245         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
5246 }
5247
5248 /*
5249  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
5250  * and initiates a balancing operation if so.
5251  *
5252  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
5253  */
5254 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
5255 {
5256         int balance = 1;
5257         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5258         unsigned long interval;
5259         struct sched_domain *sd;
5260         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
5261         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
5262         int update_next_balance = 0;
5263         int need_serialize;
5264
5265         update_blocked_averages(cpu);
5266
5267         rcu_read_lock();
5268         for_each_domain(cpu, sd) {
5269                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5270                         continue;
5271
5272                 interval = sd->balance_interval;
5273                 if (idle != CPU_IDLE)
5274                         interval *= sd->busy_factor;
5275
5276                 /* scale ms to jiffies */
5277                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
5278                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5279
5280                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
5281
5282                 if (need_serialize) {
5283                         if (!spin_trylock(&balancing))
5284                                 goto out;
5285                 }
5286
5287                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
5288                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
5289                                 /*
5290                                  * We've pulled tasks over so either we're no
5291                                  * longer idle.
5292                                  */
5293                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
5294                         }
5295                         sd->last_balance = jiffies;
5296                 }
5297                 if (need_serialize)
5298                         spin_unlock(&balancing);
5299 out:
5300                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
5301                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5302                         update_next_balance = 1;
5303                 }
5304
5305                 /*
5306                  * Stop the load balance at this level. There is another
5307                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
5308                  * actively.
5309                  */
5310                 if (!balance)
5311                         break;
5312         }
5313         rcu_read_unlock();
5314
5315         /*
5316          * next_balance will be updated only when there is a need.
5317          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
5318          * updated.
5319          */
5320         if (likely(update_next_balance))
5321                 rq->next_balance = next_balance;
5322 }
5323
5324 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5325 /*
5326  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
5327  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
5328  */
5329 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
5330 {
5331         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5332         struct rq *rq;
5333         int balance_cpu;
5334
5335         if (idle != CPU_IDLE ||
5336             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
5337                 goto end;
5338
5339         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
5340                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
5341                         continue;
5342
5343                 /*
5344                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
5345                  * work being done for other cpus. Next load
5346                  * balancing owner will pick it up.
5347                  */
5348                 if (need_resched())
5349                         break;
5350
5351                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
5352
5353                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
5354                 update_rq_clock(rq);
5355                 update_idle_cpu_load(rq);
5356                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
5357
5358                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
5359
5360                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
5361                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
5362         }
5363         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
5364 end:
5365         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
5366 }
5367
5368 /*
5369  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
5370  * of an idle cpu is the system.
5371  *   - This rq has more than one task.
5372  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
5373  *     busy cpu's exceeding the group's power.
5374  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
5375  *     domain span are idle.
5376  */
5377 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
5378 {
5379         unsigned long now = jiffies;
5380         struct sched_domain *sd;
5381
5382         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
5383                 return 0;
5384
5385        /*
5386         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
5387         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
5388         */
5389         set_cpu_sd_state_busy();
5390         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5391
5392         /*
5393          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
5394          * balancing.
5395          */
5396         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
5397                 return 0;
5398
5399         if (time_before(now, nohz.next_balance))
5400                 return 0;
5401
5402         if (rq->nr_running >= 2)
5403                 goto need_kick;
5404
5405         rcu_read_lock();
5406         for_each_domain(cpu, sd) {
5407                 struct sched_group *sg = sd->groups;
5408                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
5409                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
5410
5411                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
5412                         goto need_kick_unlock;
5413
5414                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
5415                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
5416                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
5417                         goto need_kick_unlock;
5418
5419                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
5420                         break;
5421         }
5422         rcu_read_unlock();
5423         return 0;
5424
5425 need_kick_unlock:
5426         rcu_read_unlock();
5427 need_kick:
5428         return 1;
5429 }
5430 #else
5431 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
5432 #endif
5433
5434 /*
5435  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
5436  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
5437  */
5438 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
5439 {
5440         int this_cpu = smp_processor_id();
5441         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5442         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
5443                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
5444
5445         rebalance_domains(this_cpu, idle);
5446
5447         /*
5448          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
5449          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
5450          * stopped.
5451          */
5452         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
5453 }
5454
5455 static inline int on_null_domain(int cpu)
5456 {
5457         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
5458 }
5459
5460 /*
5461  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
5462  */
5463 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
5464 {
5465         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
5466         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
5467             likely(!on_null_domain(cpu)))
5468                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
5469 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5470         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
5471                 nohz_balancer_kick(cpu);
5472 #endif
5473 }
5474
5475 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
5476 {
5477         update_sysctl();
5478 }
5479
5480 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
5481 {
5482         update_sysctl();
5483
5484         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
5485         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
5486 }
5487
5488 #endif /* CONFIG_SMP */
5489
5490 /*
5491  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
5492  */
5493 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
5494 {
5495         struct cfs_rq *cfs_rq;
5496         struct sched_entity *se = &curr->se;
5497
5498         for_each_sched_entity(se) {
5499                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5500                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
5501         }
5502
5503         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
5504 }
5505
5506 /*
5507  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
5508  *  - child not yet on the tasklist
5509  *  - preemption disabled
5510  */
5511 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
5512 {
5513         struct cfs_rq *cfs_rq;
5514         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
5515         int this_cpu = smp_processor_id();
5516         struct rq *rq = this_rq();
5517         unsigned long flags;
5518
5519         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5520
5521         update_rq_clock(rq);
5522
5523         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
5524         curr = cfs_rq->curr;
5525
5526         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu)) {
5527                 rcu_read_lock();
5528                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
5529                 rcu_read_unlock();
5530         }
5531
5532         update_curr(cfs_rq);
5533
5534         if (curr)
5535                 se->vruntime = curr->vruntime;
5536         place_entity(cfs_rq, se, 1);
5537
5538         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
5539                 /*
5540                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
5541                  * 'current' within the tree based on its new key value.
5542                  */
5543                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
5544                 resched_task(rq->curr);
5545         }
5546
5547         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5548
5549         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5550 }
5551
5552 /*
5553  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
5554  * the current task.
5555  */
5556 static void
5557 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
5558 {
5559         if (!p->se.on_rq)
5560                 return;
5561
5562         /*
5563          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
5564          * our priority decreased, or if we are not currently running on
5565          * this runqueue and our priority is higher than the current's
5566          */
5567         if (rq->curr == p) {
5568                 if (p->prio > oldprio)
5569                         resched_task(rq->curr);
5570         } else
5571                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5572 }
5573
5574 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5575 {
5576         struct sched_entity *se = &p->se;
5577         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5578
5579         /*
5580          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
5581          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
5582          * do the right thing.
5583          *
5584          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
5585          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
5586          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
5587          */
5588         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
5589                 /*
5590                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
5591                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
5592                  */
5593                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
5594                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5595         }
5596
5597 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && defined(CONFIG_SMP)
5598         /*
5599         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
5600         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
5601         * switch back.
5602         */
5603         if (p->se.avg.decay_count) {
5604                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
5605                 __synchronize_entity_decay(&p->se);
5606                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq,
5607                                 p->se.avg.load_avg_contrib);
5608         }
5609 #endif
5610 }
5611
5612 /*
5613  * We switched to the sched_fair class.
5614  */
5615 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5616 {
5617         if (!p->se.on_rq)
5618                 return;
5619
5620         /*
5621          * We were most likely switched from sched_rt, so
5622          * kick off the schedule if running, otherwise just see
5623          * if we can still preempt the current task.
5624          */
5625         if (rq->curr == p)
5626                 resched_task(rq->curr);
5627         else
5628                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5629 }
5630
5631 /* Account for a task changing its policy or group.
5632  *
5633  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
5634  * migrates between groups/classes.
5635  */
5636 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
5637 {
5638         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
5639
5640         for_each_sched_entity(se) {
5641                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5642
5643                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5644                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
5645                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5646         }
5647 }
5648
5649 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5650 {
5651         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
5652         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
5653 #ifndef CONFIG_64BIT
5654         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
5655 #endif
5656 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && defined(CONFIG_SMP)
5657         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
5658         atomic64_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
5659 #endif
5660 }
5661
5662 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5663 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
5664 {
5665         struct cfs_rq *cfs_rq;
5666         /*
5667          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
5668          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
5669          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
5670          * bonus in place_entity()).
5671          *
5672          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
5673          * ->vruntime to a relative base.
5674          *
5675          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
5676          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
5677          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
5678          */
5679         /*
5680          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
5681          * But there are some cases where it has already been normalized:
5682          *
5683          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
5684          *   wake_up_new_task().
5685          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
5686          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
5687          *
5688          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
5689          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
5690          */
5691         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
5692                 on_rq = 1;
5693
5694         if (!on_rq)
5695                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5696         set_task_rq(p, task_cpu(p));
5697         if (!on_rq) {
5698                 cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
5699                 p->se.vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
5700 #ifdef CONFIG_SMP
5701                 /*
5702                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
5703                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
5704                  * decay.
5705                  */
5706                 p->se.avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
5707                 cfs_rq->blocked_load_avg += p->se.avg.load_avg_contrib;
5708 #endif
5709         }
5710 }
5711
5712 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
5713 {
5714         int i;
5715
5716         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5717
5718         for_each_possible_cpu(i) {
5719                 if (tg->cfs_rq)
5720                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
5721                 if (tg->se)
5722                         kfree(tg->se[i]);
5723         }
5724
5725         kfree(tg->cfs_rq);
5726         kfree(tg->se);
5727 }
5728
5729 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
5730 {
5731         struct cfs_rq *cfs_rq;
5732         struct sched_entity *se;
5733         int i;
5734
5735         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5736         if (!tg->cfs_rq)
5737                 goto err;
5738         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5739         if (!tg->se)
5740                 goto err;
5741
5742         tg->shares = NICE_0_LOAD;
5743
5744         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5745
5746         for_each_possible_cpu(i) {
5747                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
5748                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5749                 if (!cfs_rq)
5750                         goto err;
5751
5752                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
5753                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5754                 if (!se)
5755                         goto err_free_rq;
5756
5757                 init_cfs_rq(cfs_rq);
5758                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
5759         }
5760
5761         return 1;
5762
5763 err_free_rq:
5764         kfree(cfs_rq);
5765 err:
5766         return 0;
5767 }
5768
5769 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
5770 {
5771         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5772         unsigned long flags;
5773
5774         /*
5775         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
5776         * check on_list without danger of it being re-added.
5777         */
5778         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
5779                 return;
5780
5781         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5782         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
5783         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5784 }
5785
5786 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
5787                         struct sched_entity *se, int cpu,
5788                         struct sched_entity *parent)
5789 {
5790         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5791
5792         cfs_rq->tg = tg;
5793         cfs_rq->rq = rq;
5794         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5795
5796         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
5797         tg->se[cpu] = se;
5798
5799         /* se could be NULL for root_task_group */
5800         if (!se)
5801                 return;
5802
5803         if (!parent)
5804                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
5805         else
5806                 se->cfs_rq = parent->my_q;
5807
5808         se->my_q = cfs_rq;
5809         update_load_set(&se->load, 0);
5810         se->parent = parent;
5811 }
5812
5813 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
5814
5815 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
5816 {
5817         int i;
5818         unsigned long flags;
5819
5820         /*
5821          * We can't change the weight of the root cgroup.
5822          */
5823         if (!tg->se[0])
5824                 return -EINVAL;
5825
5826         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
5827
5828         mutex_lock(&shares_mutex);
5829         if (tg->shares == shares)
5830                 goto done;
5831
5832         tg->shares = shares;
5833         for_each_possible_cpu(i) {
5834                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5835                 struct sched_entity *se;
5836
5837                 se = tg->se[i];
5838                 /* Propagate contribution to hierarchy */
5839                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5840                 for_each_sched_entity(se) {
5841                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
5842                         /* update contribution to parent */
5843                         update_entity_load_avg(se, 1);
5844                 }
5845                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5846         }
5847
5848 done:
5849         mutex_unlock(&shares_mutex);
5850         return 0;
5851 }
5852 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5853
5854 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
5855
5856 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
5857 {
5858         return 1;
5859 }
5860
5861 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
5862
5863 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5864
5865
5866 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
5867 {
5868         struct sched_entity *se = &task->se;
5869         unsigned int rr_interval = 0;
5870
5871         /*
5872          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
5873          * idle runqueue:
5874          */
5875         if (rq->cfs.load.weight)
5876                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
5877
5878         return rr_interval;
5879 }
5880
5881 /*
5882  * All the scheduling class methods:
5883  */
5884 const struct sched_class fair_sched_class = {
5885         .next                   = &idle_sched_class,
5886         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
5887         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
5888         .yield_task             = yield_task_fair,
5889         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
5890
5891         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
5892
5893         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
5894         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
5895
5896 #ifdef CONFIG_SMP
5897         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
5898 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5899         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
5900 #endif
5901         .rq_online              = rq_online_fair,
5902         .rq_offline             = rq_offline_fair,
5903
5904         .task_waking            = task_waking_fair,
5905 #endif
5906
5907         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
5908         .task_tick              = task_tick_fair,
5909         .task_fork              = task_fork_fair,
5910
5911         .prio_changed           = prio_changed_fair,
5912         .switched_from          = switched_from_fair,
5913         .switched_to            = switched_to_fair,
5914
5915         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
5916
5917 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5918         .task_move_group        = task_move_group_fair,
5919 #endif
5920 };
5921
5922 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5923 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
5924 {
5925         struct cfs_rq *cfs_rq;
5926
5927         rcu_read_lock();
5928         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
5929                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
5930         rcu_read_unlock();
5931 }
5932 #endif
5933
5934 __init void init_sched_fair_class(void)
5935 {
5936 #ifdef CONFIG_SMP
5937         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
5938
5939 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5940         nohz.next_balance = jiffies;
5941         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
5942         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
5943 #endif
5944 #endif /* SMP */
5945
5946 }