Merge remote-tracking branches 'asoc/topic/link-param', 'asoc/topic/max98090', 'asoc...
[linux-drm-fsl-dcu.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/cpuidle.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/profile.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/migrate.h>
32 #include <linux/task_work.h>
33
34 #include <trace/events/sched.h>
35
36 #include "sched.h"
37
38 /*
39  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
40  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
41  *
42  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
43  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
44  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
45  * based scheduling concepts.
46  *
47  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
48  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
49  */
50 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
52
53 /*
54  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
55  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
56  *
57  * Options are:
58  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
60  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
61  */
62 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
63         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
64
65 /*
66  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
67  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
68  */
69 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
71
72 /*
73  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
74  */
75 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
76
77 /*
78  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
79  * parent will (try to) run first.
80  */
81 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
82
83 /*
84  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
85  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
86  *
87  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
88  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
89  * have immediate wakeup/sleep latencies.
90  */
91 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
93
94 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
95
96 /*
97  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
98  * distribution.
99  * (default: 10msec)
100  */
101 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
102
103 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
104 /*
105  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
106  * each time a cfs_rq requests quota.
107  *
108  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
109  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
110  * we will always only issue the remaining available time.
111  *
112  * default: 5 msec, units: microseconds
113   */
114 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
115 #endif
116
117 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
118 {
119         lw->weight += inc;
120         lw->inv_weight = 0;
121 }
122
123 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
124 {
125         lw->weight -= dec;
126         lw->inv_weight = 0;
127 }
128
129 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
130 {
131         lw->weight = w;
132         lw->inv_weight = 0;
133 }
134
135 /*
136  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
137  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
138  * to users decreases. But the relationship is not linear,
139  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
140  * number of CPUs.
141  *
142  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
143  */
144 static int get_update_sysctl_factor(void)
145 {
146         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
147         unsigned int factor;
148
149         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
150         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
151                 factor = 1;
152                 break;
153         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
154                 factor = cpus;
155                 break;
156         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
157         default:
158                 factor = 1 + ilog2(cpus);
159                 break;
160         }
161
162         return factor;
163 }
164
165 static void update_sysctl(void)
166 {
167         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
168
169 #define SET_SYSCTL(name) \
170         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
171         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
172         SET_SYSCTL(sched_latency);
173         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
174 #undef SET_SYSCTL
175 }
176
177 void sched_init_granularity(void)
178 {
179         update_sysctl();
180 }
181
182 #define WMULT_CONST     (~0U)
183 #define WMULT_SHIFT     32
184
185 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
186 {
187         unsigned long w;
188
189         if (likely(lw->inv_weight))
190                 return;
191
192         w = scale_load_down(lw->weight);
193
194         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
195                 lw->inv_weight = 1;
196         else if (unlikely(!w))
197                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
198         else
199                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
200 }
201
202 /*
203  * delta_exec * weight / lw.weight
204  *   OR
205  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
206  *
207  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
208  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
209  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
210  *
211  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
212  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
213  */
214 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
215 {
216         u64 fact = scale_load_down(weight);
217         int shift = WMULT_SHIFT;
218
219         __update_inv_weight(lw);
220
221         if (unlikely(fact >> 32)) {
222                 while (fact >> 32) {
223                         fact >>= 1;
224                         shift--;
225                 }
226         }
227
228         /* hint to use a 32x32->64 mul */
229         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
230
231         while (fact >> 32) {
232                 fact >>= 1;
233                 shift--;
234         }
235
236         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
237 }
238
239
240 const struct sched_class fair_sched_class;
241
242 /**************************************************************
243  * CFS operations on generic schedulable entities:
244  */
245
246 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
247
248 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
249 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
250 {
251         return cfs_rq->rq;
252 }
253
254 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
255 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
256
257 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
258 {
259 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
260         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
261 #endif
262         return container_of(se, struct task_struct, se);
263 }
264
265 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
266 #define for_each_sched_entity(se) \
267                 for (; se; se = se->parent)
268
269 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
270 {
271         return p->se.cfs_rq;
272 }
273
274 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
275 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
276 {
277         return se->cfs_rq;
278 }
279
280 /* runqueue "owned" by this group */
281 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
282 {
283         return grp->my_q;
284 }
285
286 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
287                                        int force_update);
288
289 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
290 {
291         if (!cfs_rq->on_list) {
292                 /*
293                  * Ensure we either appear before our parent (if already
294                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
295                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
296                  * reduces this to two cases.
297                  */
298                 if (cfs_rq->tg->parent &&
299                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
300                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
301                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
302                 } else {
303                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
304                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
305                 }
306
307                 cfs_rq->on_list = 1;
308                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
309                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
310         }
311 }
312
313 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
314 {
315         if (cfs_rq->on_list) {
316                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
317                 cfs_rq->on_list = 0;
318         }
319 }
320
321 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
322 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
323         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
324
325 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
326 static inline struct cfs_rq *
327 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
328 {
329         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
330                 return se->cfs_rq;
331
332         return NULL;
333 }
334
335 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
336 {
337         return se->parent;
338 }
339
340 static void
341 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
342 {
343         int se_depth, pse_depth;
344
345         /*
346          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
347          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
348          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
349          * parent.
350          */
351
352         /* First walk up until both entities are at same depth */
353         se_depth = (*se)->depth;
354         pse_depth = (*pse)->depth;
355
356         while (se_depth > pse_depth) {
357                 se_depth--;
358                 *se = parent_entity(*se);
359         }
360
361         while (pse_depth > se_depth) {
362                 pse_depth--;
363                 *pse = parent_entity(*pse);
364         }
365
366         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
367                 *se = parent_entity(*se);
368                 *pse = parent_entity(*pse);
369         }
370 }
371
372 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
373
374 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
375 {
376         return container_of(se, struct task_struct, se);
377 }
378
379 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
380 {
381         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
382 }
383
384 #define entity_is_task(se)      1
385
386 #define for_each_sched_entity(se) \
387                 for (; se; se = NULL)
388
389 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
390 {
391         return &task_rq(p)->cfs;
392 }
393
394 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
395 {
396         struct task_struct *p = task_of(se);
397         struct rq *rq = task_rq(p);
398
399         return &rq->cfs;
400 }
401
402 /* runqueue "owned" by this group */
403 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
404 {
405         return NULL;
406 }
407
408 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
409 {
410 }
411
412 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
413 {
414 }
415
416 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
417                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
418
419 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
420 {
421         return NULL;
422 }
423
424 static inline void
425 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
426 {
427 }
428
429 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
430
431 static __always_inline
432 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
433
434 /**************************************************************
435  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
436  */
437
438 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
439 {
440         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
441         if (delta > 0)
442                 max_vruntime = vruntime;
443
444         return max_vruntime;
445 }
446
447 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
448 {
449         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
450         if (delta < 0)
451                 min_vruntime = vruntime;
452
453         return min_vruntime;
454 }
455
456 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
457                                 struct sched_entity *b)
458 {
459         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
460 }
461
462 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
463 {
464         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
465
466         if (cfs_rq->curr)
467                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
468
469         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
470                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
471                                                    struct sched_entity,
472                                                    run_node);
473
474                 if (!cfs_rq->curr)
475                         vruntime = se->vruntime;
476                 else
477                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
478         }
479
480         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
481         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
482 #ifndef CONFIG_64BIT
483         smp_wmb();
484         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
485 #endif
486 }
487
488 /*
489  * Enqueue an entity into the rb-tree:
490  */
491 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
492 {
493         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
494         struct rb_node *parent = NULL;
495         struct sched_entity *entry;
496         int leftmost = 1;
497
498         /*
499          * Find the right place in the rbtree:
500          */
501         while (*link) {
502                 parent = *link;
503                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
504                 /*
505                  * We dont care about collisions. Nodes with
506                  * the same key stay together.
507                  */
508                 if (entity_before(se, entry)) {
509                         link = &parent->rb_left;
510                 } else {
511                         link = &parent->rb_right;
512                         leftmost = 0;
513                 }
514         }
515
516         /*
517          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
518          * used):
519          */
520         if (leftmost)
521                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
522
523         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
524         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
525 }
526
527 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
528 {
529         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
530                 struct rb_node *next_node;
531
532                 next_node = rb_next(&se->run_node);
533                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
534         }
535
536         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
537 }
538
539 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
540 {
541         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
542
543         if (!left)
544                 return NULL;
545
546         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
547 }
548
549 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
550 {
551         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
552
553         if (!next)
554                 return NULL;
555
556         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
557 }
558
559 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
560 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
561 {
562         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
563
564         if (!last)
565                 return NULL;
566
567         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
568 }
569
570 /**************************************************************
571  * Scheduling class statistics methods:
572  */
573
574 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
575                 void __user *buffer, size_t *lenp,
576                 loff_t *ppos)
577 {
578         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
579         int factor = get_update_sysctl_factor();
580
581         if (ret || !write)
582                 return ret;
583
584         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
585                                         sysctl_sched_min_granularity);
586
587 #define WRT_SYSCTL(name) \
588         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
589         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
590         WRT_SYSCTL(sched_latency);
591         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
592 #undef WRT_SYSCTL
593
594         return 0;
595 }
596 #endif
597
598 /*
599  * delta /= w
600  */
601 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
602 {
603         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
604                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
605
606         return delta;
607 }
608
609 /*
610  * The idea is to set a period in which each task runs once.
611  *
612  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
613  * this period because otherwise the slices get too small.
614  *
615  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
616  */
617 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
618 {
619         u64 period = sysctl_sched_latency;
620         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
621
622         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
623                 period = sysctl_sched_min_granularity;
624                 period *= nr_running;
625         }
626
627         return period;
628 }
629
630 /*
631  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
632  * proportional to the weight.
633  *
634  * s = p*P[w/rw]
635  */
636 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
637 {
638         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
639
640         for_each_sched_entity(se) {
641                 struct load_weight *load;
642                 struct load_weight lw;
643
644                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
645                 load = &cfs_rq->load;
646
647                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
648                         lw = cfs_rq->load;
649
650                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
651                         load = &lw;
652                 }
653                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
654         }
655         return slice;
656 }
657
658 /*
659  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
660  *
661  * vs = s/w
662  */
663 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
664 {
665         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
666 }
667
668 #ifdef CONFIG_SMP
669 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int cpu);
670 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
671
672 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
673
674 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
675 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
676 {
677         u32 slice;
678
679         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
680         p->se.avg.runnable_avg_sum = slice;
681         p->se.avg.runnable_avg_period = slice;
682         __update_task_entity_contrib(&p->se);
683 }
684 #else
685 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
686 {
687 }
688 #endif
689
690 /*
691  * Update the current task's runtime statistics.
692  */
693 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
694 {
695         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
696         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
697         u64 delta_exec;
698
699         if (unlikely(!curr))
700                 return;
701
702         delta_exec = now - curr->exec_start;
703         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
704                 return;
705
706         curr->exec_start = now;
707
708         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
709                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
710
711         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
712         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
713
714         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
715         update_min_vruntime(cfs_rq);
716
717         if (entity_is_task(curr)) {
718                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
719
720                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
721                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
722                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
723         }
724
725         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
726 }
727
728 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
729 {
730         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
731 }
732
733 static inline void
734 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
735 {
736         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
737 }
738
739 /*
740  * Task is being enqueued - update stats:
741  */
742 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
743 {
744         /*
745          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
746          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
747          */
748         if (se != cfs_rq->curr)
749                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
750 }
751
752 static void
753 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
754 {
755         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
756                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
757         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
758         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
759                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
760 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
761         if (entity_is_task(se)) {
762                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
763                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
764         }
765 #endif
766         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
767 }
768
769 static inline void
770 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
771 {
772         /*
773          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
774          * waiting task:
775          */
776         if (se != cfs_rq->curr)
777                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
778 }
779
780 /*
781  * We are picking a new current task - update its stats:
782  */
783 static inline void
784 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
785 {
786         /*
787          * We are starting a new run period:
788          */
789         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
790 }
791
792 /**************************************************
793  * Scheduling class queueing methods:
794  */
795
796 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
797 /*
798  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
799  * calculated based on the tasks virtual memory size and
800  * numa_balancing_scan_size.
801  */
802 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
803 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
804
805 /* Portion of address space to scan in MB */
806 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
807
808 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
809 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
810
811 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
812 {
813         unsigned long rss = 0;
814         unsigned long nr_scan_pages;
815
816         /*
817          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
818          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
819          * on resident pages
820          */
821         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
822         rss = get_mm_rss(p->mm);
823         if (!rss)
824                 rss = nr_scan_pages;
825
826         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
827         return rss / nr_scan_pages;
828 }
829
830 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
831 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
832
833 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
834 {
835         unsigned int scan_size = ACCESS_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
836         unsigned int scan, floor;
837         unsigned int windows = 1;
838
839         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
840                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
841         floor = 1000 / windows;
842
843         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
844         return max_t(unsigned int, floor, scan);
845 }
846
847 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
848 {
849         unsigned int smin = task_scan_min(p);
850         unsigned int smax;
851
852         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
853         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
854         return max(smin, smax);
855 }
856
857 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
858 {
859         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
860         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
861 }
862
863 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
864 {
865         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
866         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
867 }
868
869 struct numa_group {
870         atomic_t refcount;
871
872         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
873         int nr_tasks;
874         pid_t gid;
875
876         struct rcu_head rcu;
877         nodemask_t active_nodes;
878         unsigned long total_faults;
879         /*
880          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
881          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
882          * more by CPU use than by memory faults.
883          */
884         unsigned long *faults_cpu;
885         unsigned long faults[0];
886 };
887
888 /* Shared or private faults. */
889 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
890
891 /* Memory and CPU locality */
892 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
893
894 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
895 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
896
897 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
898 {
899         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
900 }
901
902 /*
903  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
904  * occupy the first half of the array. The second half of the
905  * array is for current counters, which are averaged into the
906  * first set by task_numa_placement.
907  */
908 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
909 {
910         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
911 }
912
913 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
914 {
915         if (!p->numa_faults)
916                 return 0;
917
918         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
919                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
920 }
921
922 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
923 {
924         if (!p->numa_group)
925                 return 0;
926
927         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
928                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
929 }
930
931 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
932 {
933         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
934                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
935 }
936
937 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
938 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
939                                         int maxdist, bool task)
940 {
941         unsigned long score = 0;
942         int node;
943
944         /*
945          * All nodes are directly connected, and the same distance
946          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
947          */
948         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
949                 return 0;
950
951         /*
952          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
953          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
954          */
955         for_each_online_node(node) {
956                 unsigned long faults;
957                 int dist = node_distance(nid, node);
958
959                 /*
960                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
961                  * for placement; nid was already counted.
962                  */
963                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
964                         continue;
965
966                 /*
967                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
968                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
969                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
970                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
971                  * of each group. Skip other nodes.
972                  */
973                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
974                                         dist > maxdist)
975                         continue;
976
977                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
978                 if (task)
979                         faults = task_faults(p, node);
980                 else
981                         faults = group_faults(p, node);
982
983                 /*
984                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
985                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
986                  * directly connected bounce traffic through intermediate
987                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
988                  * The further away a node is, the less the faults count.
989                  * This seems to result in good task placement.
990                  */
991                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
992                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
993                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
994                 }
995
996                 score += faults;
997         }
998
999         return score;
1000 }
1001
1002 /*
1003  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1004  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1005  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1006  * evenly spread out between numa nodes.
1007  */
1008 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1009                                         int dist)
1010 {
1011         unsigned long faults, total_faults;
1012
1013         if (!p->numa_faults)
1014                 return 0;
1015
1016         total_faults = p->total_numa_faults;
1017
1018         if (!total_faults)
1019                 return 0;
1020
1021         faults = task_faults(p, nid);
1022         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1023
1024         return 1000 * faults / total_faults;
1025 }
1026
1027 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1028                                          int dist)
1029 {
1030         unsigned long faults, total_faults;
1031
1032         if (!p->numa_group)
1033                 return 0;
1034
1035         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1036
1037         if (!total_faults)
1038                 return 0;
1039
1040         faults = group_faults(p, nid);
1041         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1042
1043         return 1000 * faults / total_faults;
1044 }
1045
1046 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1047                                 int src_nid, int dst_cpu)
1048 {
1049         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1050         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1051         int last_cpupid, this_cpupid;
1052
1053         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1054
1055         /*
1056          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1057          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1058          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1059          *
1060          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1061          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1062          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1063          *
1064          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1065          * same result twice in a row, given these samples are fully
1066          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1067          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1068          *
1069          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1070          * act on an unlikely task<->page relation.
1071          */
1072         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1073         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1074                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1075                 return false;
1076
1077         /* Always allow migrate on private faults */
1078         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1079                 return true;
1080
1081         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1082         if (!ng)
1083                 return true;
1084
1085         /*
1086          * Do not migrate if the destination is not a node that
1087          * is actively used by this numa group.
1088          */
1089         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
1090                 return false;
1091
1092         /*
1093          * Source is a node that is not actively used by this
1094          * numa group, while the destination is. Migrate.
1095          */
1096         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1097                 return true;
1098
1099         /*
1100          * Both source and destination are nodes in active
1101          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1102          * by migrating from more heavily used groups, to less
1103          * heavily used ones, spreading the load around.
1104          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1105          */
1106         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1107 }
1108
1109 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1110 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1111 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1112 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1113 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1114
1115 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1116 struct numa_stats {
1117         unsigned long nr_running;
1118         unsigned long load;
1119
1120         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1121         unsigned long compute_capacity;
1122
1123         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1124         unsigned long task_capacity;
1125         int has_free_capacity;
1126 };
1127
1128 /*
1129  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1130  */
1131 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1132 {
1133         int smt, cpu, cpus = 0;
1134         unsigned long capacity;
1135
1136         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1137         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1138                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1139
1140                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1141                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1142                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1143
1144                 cpus++;
1145         }
1146
1147         /*
1148          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1149          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1150          * not find this node attractive.
1151          *
1152          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1153          * imbalance and bail there.
1154          */
1155         if (!cpus)
1156                 return;
1157
1158         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1159         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1160         capacity = cpus / smt; /* cores */
1161
1162         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1163                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1164         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1165 }
1166
1167 struct task_numa_env {
1168         struct task_struct *p;
1169
1170         int src_cpu, src_nid;
1171         int dst_cpu, dst_nid;
1172
1173         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1174
1175         int imbalance_pct;
1176         int dist;
1177
1178         struct task_struct *best_task;
1179         long best_imp;
1180         int best_cpu;
1181 };
1182
1183 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1184                              struct task_struct *p, long imp)
1185 {
1186         if (env->best_task)
1187                 put_task_struct(env->best_task);
1188         if (p)
1189                 get_task_struct(p);
1190
1191         env->best_task = p;
1192         env->best_imp = imp;
1193         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1194 }
1195
1196 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1197                                 struct task_numa_env *env)
1198 {
1199         long imb, old_imb;
1200         long orig_src_load, orig_dst_load;
1201         long src_capacity, dst_capacity;
1202
1203         /*
1204          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1205          *
1206          * src_load        dst_load
1207          * ------------ vs ---------
1208          * src_capacity    dst_capacity
1209          */
1210         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1211         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1212
1213         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1214         if (dst_load < src_load)
1215                 swap(dst_load, src_load);
1216
1217         /* Is the difference below the threshold? */
1218         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1219               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1220         if (imb <= 0)
1221                 return false;
1222
1223         /*
1224          * The imbalance is above the allowed threshold.
1225          * Compare it with the old imbalance.
1226          */
1227         orig_src_load = env->src_stats.load;
1228         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1229
1230         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1231                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1232
1233         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1234                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1235
1236         /* Would this change make things worse? */
1237         return (imb > old_imb);
1238 }
1239
1240 /*
1241  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1242  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1243  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1244  * be exchanged with the source task
1245  */
1246 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1247                               long taskimp, long groupimp)
1248 {
1249         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1250         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1251         struct task_struct *cur;
1252         long src_load, dst_load;
1253         long load;
1254         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1255         long moveimp = imp;
1256         int dist = env->dist;
1257
1258         rcu_read_lock();
1259
1260         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1261         cur = dst_rq->curr;
1262         /*
1263          * No need to move the exiting task, and this ensures that ->curr
1264          * wasn't reaped and thus get_task_struct() in task_numa_assign()
1265          * is safe under RCU read lock.
1266          * Note that rcu_read_lock() itself can't protect from the final
1267          * put_task_struct() after the last schedule().
1268          */
1269         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1270                 cur = NULL;
1271         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1272
1273         /*
1274          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1275          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1276          */
1277         if (cur == env->p)
1278                 goto unlock;
1279
1280         /*
1281          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1282          * source and destination node. Calculate the total differential for
1283          * the source task and potential destination task. The more negative
1284          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1285          * be incurred if the tasks were swapped.
1286          */
1287         if (cur) {
1288                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1289                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1290                         goto unlock;
1291
1292                 /*
1293                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1294                  * in any group then look only at task weights.
1295                  */
1296                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1297                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1298                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1299                         /*
1300                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1301                          * tasks within a group over tiny differences.
1302                          */
1303                         if (cur->numa_group)
1304                                 imp -= imp/16;
1305                 } else {
1306                         /*
1307                          * Compare the group weights. If a task is all by
1308                          * itself (not part of a group), use the task weight
1309                          * instead.
1310                          */
1311                         if (cur->numa_group)
1312                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1313                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1314                         else
1315                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1316                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1317                 }
1318         }
1319
1320         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1321                 goto unlock;
1322
1323         if (!cur) {
1324                 /* Is there capacity at our destination? */
1325                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1326                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1327                         goto unlock;
1328
1329                 goto balance;
1330         }
1331
1332         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1333         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1334                         dst_rq->nr_running == 1)
1335                 goto assign;
1336
1337         /*
1338          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1339          */
1340 balance:
1341         load = task_h_load(env->p);
1342         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1343         src_load = env->src_stats.load - load;
1344
1345         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1346                 /*
1347                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1348                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1349                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1350                  * so an actually idle CPU will win.
1351                  */
1352                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1353                         imp = moveimp - 1;
1354                         cur = NULL;
1355                         goto assign;
1356                 }
1357         }
1358
1359         if (imp <= env->best_imp)
1360                 goto unlock;
1361
1362         if (cur) {
1363                 load = task_h_load(cur);
1364                 dst_load -= load;
1365                 src_load += load;
1366         }
1367
1368         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1369                 goto unlock;
1370
1371         /*
1372          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1373          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1374          */
1375         if (!cur)
1376                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->dst_cpu);
1377
1378 assign:
1379         task_numa_assign(env, cur, imp);
1380 unlock:
1381         rcu_read_unlock();
1382 }
1383
1384 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1385                                 long taskimp, long groupimp)
1386 {
1387         int cpu;
1388
1389         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1390                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1391                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1392                         continue;
1393
1394                 env->dst_cpu = cpu;
1395                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1396         }
1397 }
1398
1399 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1400 {
1401         struct task_numa_env env = {
1402                 .p = p,
1403
1404                 .src_cpu = task_cpu(p),
1405                 .src_nid = task_node(p),
1406
1407                 .imbalance_pct = 112,
1408
1409                 .best_task = NULL,
1410                 .best_imp = 0,
1411                 .best_cpu = -1
1412         };
1413         struct sched_domain *sd;
1414         unsigned long taskweight, groupweight;
1415         int nid, ret, dist;
1416         long taskimp, groupimp;
1417
1418         /*
1419          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1420          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1421          *
1422          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1423          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1424          * to satisfy here.
1425          */
1426         rcu_read_lock();
1427         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1428         if (sd)
1429                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1430         rcu_read_unlock();
1431
1432         /*
1433          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1434          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1435          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1436          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1437          */
1438         if (unlikely(!sd)) {
1439                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1440                 return -EINVAL;
1441         }
1442
1443         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1444         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1445         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1446         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1447         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1448         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1449         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1450         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1451
1452         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1453         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1454
1455         /*
1456          * Look at other nodes in these cases:
1457          * - there is no space available on the preferred_nid
1458          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1459          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1460          *   we need to check other locations.
1461          */
1462         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group &&
1463                         nodes_weight(p->numa_group->active_nodes) > 1)) {
1464                 for_each_online_node(nid) {
1465                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1466                                 continue;
1467
1468                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1469                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1470                                                 dist != env.dist) {
1471                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1472                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1473                         }
1474
1475                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1476                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1477                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1478                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1479                                 continue;
1480
1481                         env.dist = dist;
1482                         env.dst_nid = nid;
1483                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1484                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1485                 }
1486         }
1487
1488         /*
1489          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1490          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1491          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1492          * settle down.
1493          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1494          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1495          */
1496         if (p->numa_group) {
1497                 if (env.best_cpu == -1)
1498                         nid = env.src_nid;
1499                 else
1500                         nid = env.dst_nid;
1501
1502                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1503                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1504         }
1505
1506         /* No better CPU than the current one was found. */
1507         if (env.best_cpu == -1)
1508                 return -EAGAIN;
1509
1510         /*
1511          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1512          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1513          */
1514         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1515
1516         if (env.best_task == NULL) {
1517                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1518                 if (ret != 0)
1519                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1520                 return ret;
1521         }
1522
1523         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1524         if (ret != 0)
1525                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1526         put_task_struct(env.best_task);
1527         return ret;
1528 }
1529
1530 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1531 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1532 {
1533         unsigned long interval = HZ;
1534
1535         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1536         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1537                 return;
1538
1539         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1540         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1541         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1542
1543         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1544         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1545                 return;
1546
1547         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1548         task_numa_migrate(p);
1549 }
1550
1551 /*
1552  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1553  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1554  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1555  * located.
1556  *
1557  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1558  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1559  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1560  * only removed when they drop below 3/16.
1561  */
1562 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1563 {
1564         unsigned long faults, max_faults = 0;
1565         int nid;
1566
1567         for_each_online_node(nid) {
1568                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1569                 if (faults > max_faults)
1570                         max_faults = faults;
1571         }
1572
1573         for_each_online_node(nid) {
1574                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1575                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1576                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1577                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1578                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1579                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1580         }
1581 }
1582
1583 /*
1584  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1585  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1586  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1587  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1588  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1589  */
1590 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1591 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1592
1593 /*
1594  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1595  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1596  * the page accesses are shared with other processes.
1597  * Otherwise, decrease the scan period.
1598  */
1599 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1600                         unsigned long shared, unsigned long private)
1601 {
1602         unsigned int period_slot;
1603         int ratio;
1604         int diff;
1605
1606         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1607         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1608
1609         /*
1610          * If there were no record hinting faults then either the task is
1611          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1612          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1613          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1614          * node is overloaded. In either case, scan slower
1615          */
1616         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1617                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1618                         p->numa_scan_period << 1);
1619
1620                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1621                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1622
1623                 return;
1624         }
1625
1626         /*
1627          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1628          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1629          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1630          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1631          */
1632         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1633         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1634         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1635                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1636                 if (!slot)
1637                         slot = 1;
1638                 diff = slot * period_slot;
1639         } else {
1640                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1641
1642                 /*
1643                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1644                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1645                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1646                  * speaking the intent is that there is little point
1647                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1648                  * simply bounce migrations uselessly
1649                  */
1650                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1651                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1652         }
1653
1654         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1655                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1656         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1657 }
1658
1659 /*
1660  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1661  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1662  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1663  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1664  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1665  */
1666 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1667 {
1668         u64 runtime, delta, now;
1669         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1670         now = p->se.exec_start;
1671         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1672
1673         if (p->last_task_numa_placement) {
1674                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1675                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1676         } else {
1677                 delta = p->se.avg.runnable_avg_sum;
1678                 *period = p->se.avg.runnable_avg_period;
1679         }
1680
1681         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1682         p->last_task_numa_placement = now;
1683
1684         return delta;
1685 }
1686
1687 /*
1688  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1689  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1690  * otherwise workloads might not converge.
1691  */
1692 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1693 {
1694         nodemask_t nodes;
1695         int dist;
1696
1697         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1698         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1699                 return nid;
1700
1701         /*
1702          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1703          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1704          * both the node itself, and on nearby nodes.
1705          */
1706         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1707                 unsigned long score, max_score = 0;
1708                 int node, max_node = nid;
1709
1710                 dist = sched_max_numa_distance;
1711
1712                 for_each_online_node(node) {
1713                         score = group_weight(p, node, dist);
1714                         if (score > max_score) {
1715                                 max_score = score;
1716                                 max_node = node;
1717                         }
1718                 }
1719                 return max_node;
1720         }
1721
1722         /*
1723          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1724          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1725          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1726          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1727          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1728          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1729          * keep the complexity of the search down.
1730          */
1731         nodes = node_online_map;
1732         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1733                 unsigned long max_faults = 0;
1734                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
1735                 int a, b;
1736
1737                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1738                 if (!find_numa_distance(dist))
1739                         continue;
1740
1741                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1742                         unsigned long faults = 0;
1743                         nodemask_t this_group;
1744                         nodes_clear(this_group);
1745
1746                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1747                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1748                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1749                                         faults += group_faults(p, b);
1750                                         node_set(b, this_group);
1751                                         node_clear(b, nodes);
1752                                 }
1753                         }
1754
1755                         /* Remember the top group. */
1756                         if (faults > max_faults) {
1757                                 max_faults = faults;
1758                                 max_group = this_group;
1759                                 /*
1760                                  * subtle: at the smallest distance there is
1761                                  * just one node left in each "group", the
1762                                  * winner is the preferred nid.
1763                                  */
1764                                 nid = a;
1765                         }
1766                 }
1767                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1768                 nodes = max_group;
1769         }
1770         return nid;
1771 }
1772
1773 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1774 {
1775         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1776         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1777         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1778         unsigned long total_faults;
1779         u64 runtime, period;
1780         spinlock_t *group_lock = NULL;
1781
1782         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1783         if (p->numa_scan_seq == seq)
1784                 return;
1785         p->numa_scan_seq = seq;
1786         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1787
1788         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1789                        p->numa_faults_locality[1];
1790         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1791
1792         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1793         if (p->numa_group) {
1794                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1795                 spin_lock_irq(group_lock);
1796         }
1797
1798         /* Find the node with the highest number of faults */
1799         for_each_online_node(nid) {
1800                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
1801                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
1802                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1803                 int priv;
1804
1805                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1806                         long diff, f_diff, f_weight;
1807
1808                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
1809                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
1810                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
1811                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
1812
1813                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1814                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
1815                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
1816                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
1817
1818                         /*
1819                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1820                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1821                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1822                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1823                          * faults are less important.
1824                          */
1825                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1826                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
1827                                    (total_faults + 1);
1828                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
1829                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
1830
1831                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
1832                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
1833                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
1834                         p->total_numa_faults += diff;
1835                         if (p->numa_group) {
1836                                 /*
1837                                  * safe because we can only change our own group
1838                                  *
1839                                  * mem_idx represents the offset for a given
1840                                  * nid and priv in a specific region because it
1841                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
1842                                  */
1843                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
1844                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
1845                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1846                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
1847                         }
1848                 }
1849
1850                 if (faults > max_faults) {
1851                         max_faults = faults;
1852                         max_nid = nid;
1853                 }
1854
1855                 if (group_faults > max_group_faults) {
1856                         max_group_faults = group_faults;
1857                         max_group_nid = nid;
1858                 }
1859         }
1860
1861         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1862
1863         if (p->numa_group) {
1864                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1865                 spin_unlock_irq(group_lock);
1866                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
1867         }
1868
1869         if (max_faults) {
1870                 /* Set the new preferred node */
1871                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1872                         sched_setnuma(p, max_nid);
1873
1874                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1875                         numa_migrate_preferred(p);
1876         }
1877 }
1878
1879 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1880 {
1881         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1882 }
1883
1884 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1885 {
1886         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1887                 kfree_rcu(grp, rcu);
1888 }
1889
1890 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1891                         int *priv)
1892 {
1893         struct numa_group *grp, *my_grp;
1894         struct task_struct *tsk;
1895         bool join = false;
1896         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1897         int i;
1898
1899         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1900                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1901                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1902
1903                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1904                 if (!grp)
1905                         return;
1906
1907                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1908                 spin_lock_init(&grp->lock);
1909                 grp->gid = p->pid;
1910                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1911                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1912                                                 nr_node_ids;
1913
1914                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1915
1916                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1917                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
1918
1919                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1920
1921                 grp->nr_tasks++;
1922                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1923         }
1924
1925         rcu_read_lock();
1926         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1927
1928         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1929                 goto no_join;
1930
1931         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1932         if (!grp)
1933                 goto no_join;
1934
1935         my_grp = p->numa_group;
1936         if (grp == my_grp)
1937                 goto no_join;
1938
1939         /*
1940          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1941          * the other task will join us.
1942          */
1943         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1944                 goto no_join;
1945
1946         /*
1947          * Tie-break on the grp address.
1948          */
1949         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1950                 goto no_join;
1951
1952         /* Always join threads in the same process. */
1953         if (tsk->mm == current->mm)
1954                 join = true;
1955
1956         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1957         if (flags & TNF_SHARED)
1958                 join = true;
1959
1960         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1961         *priv = !join;
1962
1963         if (join && !get_numa_group(grp))
1964                 goto no_join;
1965
1966         rcu_read_unlock();
1967
1968         if (!join)
1969                 return;
1970
1971         BUG_ON(irqs_disabled());
1972         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
1973
1974         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
1975                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
1976                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
1977         }
1978         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1979         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
1980
1981         my_grp->nr_tasks--;
1982         grp->nr_tasks++;
1983
1984         spin_unlock(&my_grp->lock);
1985         spin_unlock_irq(&grp->lock);
1986
1987         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1988
1989         put_numa_group(my_grp);
1990         return;
1991
1992 no_join:
1993         rcu_read_unlock();
1994         return;
1995 }
1996
1997 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1998 {
1999         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2000         void *numa_faults = p->numa_faults;
2001         unsigned long flags;
2002         int i;
2003
2004         if (grp) {
2005                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2006                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2007                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2008                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2009
2010                 grp->nr_tasks--;
2011                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2012                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2013                 put_numa_group(grp);
2014         }
2015
2016         p->numa_faults = NULL;
2017         kfree(numa_faults);
2018 }
2019
2020 /*
2021  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2022  */
2023 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2024 {
2025         struct task_struct *p = current;
2026         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2027         int cpu_node = task_node(current);
2028         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2029         int priv;
2030
2031         if (!numabalancing_enabled)
2032                 return;
2033
2034         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2035         if (!p->mm)
2036                 return;
2037
2038         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2039         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2040                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2041                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2042
2043                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2044                 if (!p->numa_faults)
2045                         return;
2046
2047                 p->total_numa_faults = 0;
2048                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2049         }
2050
2051         /*
2052          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2053          * to be private if the accessing pid has not changed
2054          */
2055         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2056                 priv = 1;
2057         } else {
2058                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2059                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2060                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2061         }
2062
2063         /*
2064          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2065          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2066          * actively using should be counted as local. This allows the
2067          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2068          */
2069         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2070                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2071                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2072                 local = 1;
2073
2074         task_numa_placement(p);
2075
2076         /*
2077          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2078          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2079          */
2080         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2081                 numa_migrate_preferred(p);
2082
2083         if (migrated)
2084                 p->numa_pages_migrated += pages;
2085         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2086                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2087
2088         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2089         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2090         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2091 }
2092
2093 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2094 {
2095         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
2096         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2097 }
2098
2099 /*
2100  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2101  * Triggered from task_tick_numa().
2102  */
2103 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2104 {
2105         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2106         struct task_struct *p = current;
2107         struct mm_struct *mm = p->mm;
2108         struct vm_area_struct *vma;
2109         unsigned long start, end;
2110         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2111         long pages;
2112
2113         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2114
2115         work->next = work; /* protect against double add */
2116         /*
2117          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2118          *
2119          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2120          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2121          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2122          * work.
2123          */
2124         if (p->flags & PF_EXITING)
2125                 return;
2126
2127         if (!mm->numa_next_scan) {
2128                 mm->numa_next_scan = now +
2129                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2130         }
2131
2132         /*
2133          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2134          */
2135         migrate = mm->numa_next_scan;
2136         if (time_before(now, migrate))
2137                 return;
2138
2139         if (p->numa_scan_period == 0) {
2140                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2141                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2142         }
2143
2144         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2145         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2146                 return;
2147
2148         /*
2149          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2150          * the next time around.
2151          */
2152         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2153
2154         start = mm->numa_scan_offset;
2155         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2156         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2157         if (!pages)
2158                 return;
2159
2160         down_read(&mm->mmap_sem);
2161         vma = find_vma(mm, start);
2162         if (!vma) {
2163                 reset_ptenuma_scan(p);
2164                 start = 0;
2165                 vma = mm->mmap;
2166         }
2167         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2168                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma))
2169                         continue;
2170
2171                 /*
2172                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2173                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2174                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2175                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2176                  */
2177                 if (!vma->vm_mm ||
2178                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2179                         continue;
2180
2181                 /*
2182                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2183                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2184                  */
2185                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2186                         continue;
2187
2188                 do {
2189                         start = max(start, vma->vm_start);
2190                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2191                         end = min(end, vma->vm_end);
2192                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
2193
2194                         /*
2195                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
2196                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
2197                          * address space is quickly skipped.
2198                          */
2199                         if (nr_pte_updates)
2200                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2201
2202                         start = end;
2203                         if (pages <= 0)
2204                                 goto out;
2205
2206                         cond_resched();
2207                 } while (end != vma->vm_end);
2208         }
2209
2210 out:
2211         /*
2212          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2213          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2214          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2215          * scanner to the start so check it now.
2216          */
2217         if (vma)
2218                 mm->numa_scan_offset = start;
2219         else
2220                 reset_ptenuma_scan(p);
2221         up_read(&mm->mmap_sem);
2222 }
2223
2224 /*
2225  * Drive the periodic memory faults..
2226  */
2227 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2228 {
2229         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2230         u64 period, now;
2231
2232         /*
2233          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2234          */
2235         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2236                 return;
2237
2238         /*
2239          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2240          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2241          * task needs to have done some actual work before we bother with
2242          * NUMA placement.
2243          */
2244         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2245         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2246
2247         if (now - curr->node_stamp > period) {
2248                 if (!curr->node_stamp)
2249                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2250                 curr->node_stamp += period;
2251
2252                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2253                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2254                         task_work_add(curr, work, true);
2255                 }
2256         }
2257 }
2258 #else
2259 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2260 {
2261 }
2262
2263 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2264 {
2265 }
2266
2267 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2268 {
2269 }
2270 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2271
2272 static void
2273 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2274 {
2275         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2276         if (!parent_entity(se))
2277                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2278 #ifdef CONFIG_SMP
2279         if (entity_is_task(se)) {
2280                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2281
2282                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2283                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2284         }
2285 #endif
2286         cfs_rq->nr_running++;
2287 }
2288
2289 static void
2290 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2291 {
2292         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2293         if (!parent_entity(se))
2294                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2295         if (entity_is_task(se)) {
2296                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2297                 list_del_init(&se->group_node);
2298         }
2299         cfs_rq->nr_running--;
2300 }
2301
2302 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2303 # ifdef CONFIG_SMP
2304 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2305 {
2306         long tg_weight;
2307
2308         /*
2309          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
2310          * to gain a more accurate current total weight. See
2311          * update_cfs_rq_load_contribution().
2312          */
2313         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2314         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2315         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2316
2317         return tg_weight;
2318 }
2319
2320 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2321 {
2322         long tg_weight, load, shares;
2323
2324         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2325         load = cfs_rq->load.weight;
2326
2327         shares = (tg->shares * load);
2328         if (tg_weight)
2329                 shares /= tg_weight;
2330
2331         if (shares < MIN_SHARES)
2332                 shares = MIN_SHARES;
2333         if (shares > tg->shares)
2334                 shares = tg->shares;
2335
2336         return shares;
2337 }
2338 # else /* CONFIG_SMP */
2339 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2340 {
2341         return tg->shares;
2342 }
2343 # endif /* CONFIG_SMP */
2344 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2345                             unsigned long weight)
2346 {
2347         if (se->on_rq) {
2348                 /* commit outstanding execution time */
2349                 if (cfs_rq->curr == se)
2350                         update_curr(cfs_rq);
2351                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2352         }
2353
2354         update_load_set(&se->load, weight);
2355
2356         if (se->on_rq)
2357                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2358 }
2359
2360 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2361
2362 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2363 {
2364         struct task_group *tg;
2365         struct sched_entity *se;
2366         long shares;
2367
2368         tg = cfs_rq->tg;
2369         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2370         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2371                 return;
2372 #ifndef CONFIG_SMP
2373         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2374                 return;
2375 #endif
2376         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2377
2378         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2379 }
2380 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2381 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2382 {
2383 }
2384 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2385
2386 #ifdef CONFIG_SMP
2387 /*
2388  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
2389  * Note: The tables below are dependent on this value.
2390  */
2391 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
2392 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
2393 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
2394
2395 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2396 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2397         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2398         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2399         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2400         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2401         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2402         0x85aac367, 0x82cd8698,
2403 };
2404
2405 /*
2406  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2407  * over-estimates when re-combining.
2408  */
2409 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2410             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2411          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2412         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2413 };
2414
2415 /*
2416  * Approximate:
2417  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2418  */
2419 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2420 {
2421         unsigned int local_n;
2422
2423         if (!n)
2424                 return val;
2425         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2426                 return 0;
2427
2428         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2429         local_n = n;
2430
2431         /*
2432          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2433          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2434          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2435          *
2436          * To achieve constant time decay_load.
2437          */
2438         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2439                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2440                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2441         }
2442
2443         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
2444         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
2445         return val >> 32;
2446 }
2447
2448 /*
2449  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2450  * average will be: \Sum 1024*y^n
2451  *
2452  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2453  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2454  */
2455 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2456 {
2457         u32 contrib = 0;
2458
2459         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2460                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2461         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2462                 return LOAD_AVG_MAX;
2463
2464         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2465         do {
2466                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2467                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2468
2469                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2470         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2471
2472         contrib = decay_load(contrib, n);
2473         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2474 }
2475
2476 /*
2477  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2478  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2479  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2480  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2481  *
2482  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2483  *      p0            p1           p2
2484  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2485  *
2486  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2487  *
2488  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2489  * following representation of historical load:
2490  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2491  *
2492  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2493  *   y^32 = 0.5
2494  *
2495  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2496  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2497  * (u_0).
2498  *
2499  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2500  * sum again by y is sufficient to update:
2501  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2502  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2503  */
2504 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
2505                                                         struct sched_avg *sa,
2506                                                         int runnable)
2507 {
2508         u64 delta, periods;
2509         u32 runnable_contrib;
2510         int delta_w, decayed = 0;
2511
2512         delta = now - sa->last_runnable_update;
2513         /*
2514          * This should only happen when time goes backwards, which it
2515          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2516          */
2517         if ((s64)delta < 0) {
2518                 sa->last_runnable_update = now;
2519                 return 0;
2520         }
2521
2522         /*
2523          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2524          * approximation of 1us and fast to compute.
2525          */
2526         delta >>= 10;
2527         if (!delta)
2528                 return 0;
2529         sa->last_runnable_update = now;
2530
2531         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2532         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
2533         if (delta + delta_w >= 1024) {
2534                 /* period roll-over */
2535                 decayed = 1;
2536
2537                 /*
2538                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2539                  * out how much from delta we need to complete the current
2540                  * period and accrue it.
2541                  */
2542                 delta_w = 1024 - delta_w;
2543                 if (runnable)
2544                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2545                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
2546
2547                 delta -= delta_w;
2548
2549                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2550                 periods = delta / 1024;
2551                 delta %= 1024;
2552
2553                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2554                                                   periods + 1);
2555                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
2556                                                      periods + 1);
2557
2558                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2559                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2560                 if (runnable)
2561                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2562                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
2563         }
2564
2565         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2566         if (runnable)
2567                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2568         sa->runnable_avg_period += delta;
2569
2570         return decayed;
2571 }
2572
2573 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2574 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2575 {
2576         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2577         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2578
2579         decays -= se->avg.decay_count;
2580         se->avg.decay_count = 0;
2581         if (!decays)
2582                 return 0;
2583
2584         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2585
2586         return decays;
2587 }
2588
2589 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2590 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2591                                                  int force_update)
2592 {
2593         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2594         long tg_contrib;
2595
2596         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2597         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2598
2599         if (!tg_contrib)
2600                 return;
2601
2602         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2603                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2604                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2605         }
2606 }
2607
2608 /*
2609  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2610  * representation for computing load contributions.
2611  */
2612 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2613                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2614 {
2615         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2616         long contrib;
2617
2618         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2619         contrib = div_u64((u64)sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2620                           sa->runnable_avg_period + 1);
2621         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2622
2623         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2624                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2625                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2626         }
2627 }
2628
2629 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2630 {
2631         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2632         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2633         int runnable_avg;
2634
2635         u64 contrib;
2636
2637         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2638         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2639                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2640
2641         /*
2642          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2643          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2644          * load as a task of equal weight.
2645          *
2646          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2647          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2648          * lower-bound on the true value.
2649          *
2650          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2651          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2652          * understating by the aggregate of their overlap.
2653          *
2654          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2655          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2656          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2657          *
2658          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2659          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2660          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2661          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2662          * our upper bound of 1-cpu.
2663          */
2664         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2665         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2666                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2667                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2668         }
2669 }
2670
2671 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2672 {
2673         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2674         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2675 }
2676 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2677 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2678                                                  int force_update) {}
2679 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2680                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2681 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2682 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2683 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2684
2685 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2686 {
2687         u32 contrib;
2688
2689         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2690         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2691         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2692         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2693 }
2694
2695 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2696 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2697 {
2698         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2699
2700         if (entity_is_task(se)) {
2701                 __update_task_entity_contrib(se);
2702         } else {
2703                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2704                 __update_group_entity_contrib(se);
2705         }
2706
2707         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2708 }
2709
2710 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2711                                                  long load_contrib)
2712 {
2713         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2714                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2715         else
2716                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2717 }
2718
2719 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2720
2721 /* Update a sched_entity's runnable average */
2722 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2723                                           int update_cfs_rq)
2724 {
2725         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2726         long contrib_delta;
2727         u64 now;
2728
2729         /*
2730          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2731          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2732          */
2733         if (entity_is_task(se))
2734                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2735         else
2736                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2737
2738         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2739                 return;
2740
2741         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2742
2743         if (!update_cfs_rq)
2744                 return;
2745
2746         if (se->on_rq)
2747                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2748         else
2749                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2750 }
2751
2752 /*
2753  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2754  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2755  */
2756 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2757 {
2758         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2759         u64 decays;
2760
2761         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2762         if (!decays && !force_update)
2763                 return;
2764
2765         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2766                 unsigned long removed_load;
2767                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2768                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2769         }
2770
2771         if (decays) {
2772                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2773                                                       decays);
2774                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2775                 cfs_rq->last_decay = now;
2776         }
2777
2778         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2779 }
2780
2781 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2782 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2783                                                   struct sched_entity *se,
2784                                                   int wakeup)
2785 {
2786         /*
2787          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2788          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2789          * accumulated while sleeping.
2790          *
2791          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2792          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2793          * constructed load_avg_contrib.
2794          */
2795         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2796                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2797                 if (se->avg.decay_count) {
2798                         /*
2799                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2800                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2801                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2802                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2803                          * approximate this using our carried decays, which are
2804                          * explicitly atomically readable.
2805                          */
2806                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2807                                                         << 20;
2808                         update_entity_load_avg(se, 0);
2809                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2810                         se->avg.decay_count = 0;
2811                 }
2812                 wakeup = 0;
2813         } else {
2814                 __synchronize_entity_decay(se);
2815         }
2816
2817         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2818         if (wakeup) {
2819                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2820                 update_entity_load_avg(se, 0);
2821         }
2822
2823         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2824         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2825         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2826 }
2827
2828 /*
2829  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2830  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2831  * blocked_load_avg.
2832  */
2833 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2834                                                   struct sched_entity *se,
2835                                                   int sleep)
2836 {
2837         update_entity_load_avg(se, 1);
2838         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2839         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2840
2841         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2842         if (sleep) {
2843                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2844                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2845         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2846 }
2847
2848 /*
2849  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2850  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2851  * be the only way to update the runnable statistic.
2852  */
2853 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2854 {
2855         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2856 }
2857
2858 /*
2859  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2860  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2861  * be the only way to update the runnable statistic.
2862  */
2863 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2864 {
2865         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2866 }
2867
2868 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2869
2870 #else /* CONFIG_SMP */
2871
2872 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2873                                           int update_cfs_rq) {}
2874 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2875 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2876                                            struct sched_entity *se,
2877                                            int wakeup) {}
2878 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2879                                            struct sched_entity *se,
2880                                            int sleep) {}
2881 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2882                                               int force_update) {}
2883
2884 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2885 {
2886         return 0;
2887 }
2888
2889 #endif /* CONFIG_SMP */
2890
2891 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2892 {
2893 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2894         struct task_struct *tsk = NULL;
2895
2896         if (entity_is_task(se))
2897                 tsk = task_of(se);
2898
2899         if (se->statistics.sleep_start) {
2900                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2901
2902                 if ((s64)delta < 0)
2903                         delta = 0;
2904
2905                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2906                         se->statistics.sleep_max = delta;
2907
2908                 se->statistics.sleep_start = 0;
2909                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2910
2911                 if (tsk) {
2912                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2913                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2914                 }
2915         }
2916         if (se->statistics.block_start) {
2917                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2918
2919                 if ((s64)delta < 0)
2920                         delta = 0;
2921
2922                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2923                         se->statistics.block_max = delta;
2924
2925                 se->statistics.block_start = 0;
2926                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2927
2928                 if (tsk) {
2929                         if (tsk->in_iowait) {
2930                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2931                                 se->statistics.iowait_count++;
2932                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2933                         }
2934
2935                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2936
2937                         /*
2938                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2939                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2940                          * amount of time that the task spent sleeping:
2941                          */
2942                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2943                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2944                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2945                                                 delta >> 20);
2946                         }
2947                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2948                 }
2949         }
2950 #endif
2951 }
2952
2953 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2954 {
2955 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2956         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2957
2958         if (d < 0)
2959                 d = -d;
2960
2961         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2962                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2963 #endif
2964 }
2965
2966 static void
2967 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2968 {
2969         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2970
2971         /*
2972          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2973          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2974          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2975          * stays open at the end.
2976          */
2977         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2978                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2979
2980         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2981         if (!initial) {
2982                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2983
2984                 /*
2985                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2986                  * for a gentler effect of sleepers:
2987                  */
2988                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2989                         thresh >>= 1;
2990
2991                 vruntime -= thresh;
2992         }
2993
2994         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2995         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2996 }
2997
2998 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2999
3000 static void
3001 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3002 {
3003         /*
3004          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
3005          * through calling update_curr().
3006          */
3007         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
3008                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3009
3010         /*
3011          * Update run-time statistics of the 'current'.
3012          */
3013         update_curr(cfs_rq);
3014         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
3015         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3016         update_cfs_shares(cfs_rq);
3017
3018         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
3019                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3020                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3021         }
3022
3023         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3024         check_spread(cfs_rq, se);
3025         if (se != cfs_rq->curr)
3026                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3027         se->on_rq = 1;
3028
3029         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3030                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3031                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3032         }
3033 }
3034
3035 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3036 {
3037         for_each_sched_entity(se) {
3038                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3039                 if (cfs_rq->last != se)
3040                         break;
3041
3042                 cfs_rq->last = NULL;
3043         }
3044 }
3045
3046 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3047 {
3048         for_each_sched_entity(se) {
3049                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3050                 if (cfs_rq->next != se)
3051                         break;
3052
3053                 cfs_rq->next = NULL;
3054         }
3055 }
3056
3057 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3058 {
3059         for_each_sched_entity(se) {
3060                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3061                 if (cfs_rq->skip != se)
3062                         break;
3063
3064                 cfs_rq->skip = NULL;
3065         }
3066 }
3067
3068 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3069 {
3070         if (cfs_rq->last == se)
3071                 __clear_buddies_last(se);
3072
3073         if (cfs_rq->next == se)
3074                 __clear_buddies_next(se);
3075
3076         if (cfs_rq->skip == se)
3077                 __clear_buddies_skip(se);
3078 }
3079
3080 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3081
3082 static void
3083 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3084 {
3085         /*
3086          * Update run-time statistics of the 'current'.
3087          */
3088         update_curr(cfs_rq);
3089         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
3090
3091         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3092         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3093 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3094                 if (entity_is_task(se)) {
3095                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3096
3097                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3098                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3099                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3100                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3101                 }
3102 #endif
3103         }
3104
3105         clear_buddies(cfs_rq, se);
3106
3107         if (se != cfs_rq->curr)
3108                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3109         se->on_rq = 0;
3110         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3111
3112         /*
3113          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3114          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3115          * movement in our normalized position.
3116          */
3117         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3118                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3119
3120         /* return excess runtime on last dequeue */
3121         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3122
3123         update_min_vruntime(cfs_rq);
3124         update_cfs_shares(cfs_rq);
3125 }
3126
3127 /*
3128  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3129  */
3130 static void
3131 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3132 {
3133         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3134         struct sched_entity *se;
3135         s64 delta;
3136
3137         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3138         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3139         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3140                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3141                 /*
3142                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3143                  * re-elected due to buddy favours.
3144                  */
3145                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3146                 return;
3147         }
3148
3149         /*
3150          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3151          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3152          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3153          */
3154         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3155                 return;
3156
3157         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3158         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3159
3160         if (delta < 0)
3161                 return;
3162
3163         if (delta > ideal_runtime)
3164                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3165 }
3166
3167 static void
3168 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3169 {
3170         /* 'current' is not kept within the tree. */
3171         if (se->on_rq) {
3172                 /*
3173                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3174                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3175                  * runqueue.
3176                  */
3177                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3178                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3179         }
3180
3181         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3182         cfs_rq->curr = se;
3183 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3184         /*
3185          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3186          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3187          * when there are only lesser-weight tasks around):
3188          */
3189         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3190                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3191                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3192         }
3193 #endif
3194         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3195 }
3196
3197 static int
3198 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3199
3200 /*
3201  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3202  * 1) keep things fair between processes/task groups
3203  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3204  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3205  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3206  */
3207 static struct sched_entity *
3208 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3209 {
3210         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3211         struct sched_entity *se;
3212
3213         /*
3214          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3215          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3216          */
3217         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3218                 left = curr;
3219
3220         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3221
3222         /*
3223          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3224          * be done without getting too unfair.
3225          */
3226         if (cfs_rq->skip == se) {
3227                 struct sched_entity *second;
3228
3229                 if (se == curr) {
3230                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3231                 } else {
3232                         second = __pick_next_entity(se);
3233                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3234                                 second = curr;
3235                 }
3236
3237                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3238                         se = second;
3239         }
3240
3241         /*
3242          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3243          */
3244         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3245                 se = cfs_rq->last;
3246
3247         /*
3248          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3249          */
3250         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3251                 se = cfs_rq->next;
3252
3253         clear_buddies(cfs_rq, se);
3254
3255         return se;
3256 }
3257
3258 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3259
3260 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3261 {
3262         /*
3263          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3264          * was not called and update_curr() has to be done:
3265          */
3266         if (prev->on_rq)
3267                 update_curr(cfs_rq);
3268
3269         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3270         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3271
3272         check_spread(cfs_rq, prev);
3273         if (prev->on_rq) {
3274                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3275                 /* Put 'current' back into the tree. */
3276                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3277                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3278                 update_entity_load_avg(prev, 1);
3279         }
3280         cfs_rq->curr = NULL;
3281 }
3282
3283 static void
3284 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3285 {
3286         /*
3287          * Update run-time statistics of the 'current'.
3288          */
3289         update_curr(cfs_rq);
3290
3291         /*
3292          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3293          */
3294         update_entity_load_avg(curr, 1);
3295         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
3296         update_cfs_shares(cfs_rq);
3297
3298 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3299         /*
3300          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3301          * validating it and just reschedule.
3302          */
3303         if (queued) {
3304                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3305                 return;
3306         }
3307         /*
3308          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3309          */
3310         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3311                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3312                 return;
3313 #endif
3314
3315         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3316                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3317 }
3318
3319
3320 /**************************************************
3321  * CFS bandwidth control machinery
3322  */
3323
3324 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3325
3326 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3327 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3328
3329 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3330 {
3331         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3332 }
3333
3334 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3335 {
3336         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3337 }
3338
3339 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3340 {
3341         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3342 }
3343 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3344 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3345 {
3346         return true;
3347 }
3348
3349 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3350 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3351 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3352
3353 /*
3354  * default period for cfs group bandwidth.
3355  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3356  */
3357 static inline u64 default_cfs_period(void)
3358 {
3359         return 100000000ULL;
3360 }
3361
3362 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3363 {
3364         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3365 }
3366
3367 /*
3368  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3369  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3370  * additional synchronization around rq->lock.
3371  *
3372  * requires cfs_b->lock
3373  */
3374 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3375 {
3376         u64 now;
3377
3378         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3379                 return;
3380
3381         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3382         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3383         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3384 }
3385
3386 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3387 {
3388         return &tg->cfs_bandwidth;
3389 }
3390
3391 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3392 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3393 {
3394         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3395                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3396
3397         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3398 }
3399
3400 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3401 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3402 {
3403         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3404         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3405         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3406
3407         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3408         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3409
3410         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3411         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3412                 amount = min_amount;
3413         else {
3414                 /*
3415                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
3416                  * period must have elapsed since the last consumption.
3417                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
3418                  * active.
3419                  */
3420                 if (!cfs_b->timer_active) {
3421                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3422                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b, false);
3423                 }
3424
3425                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3426                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3427                         cfs_b->runtime -= amount;
3428                         cfs_b->idle = 0;
3429                 }
3430         }
3431         expires = cfs_b->runtime_expires;
3432         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3433
3434         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3435         /*
3436          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3437          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3438          * issued.
3439          */
3440         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3441                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3442
3443         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3444 }
3445
3446 /*
3447  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3448  * fact that rq->clock snapshots this value.
3449  */
3450 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3451 {
3452         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3453
3454         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3455         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3456                 return;
3457
3458         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3459                 return;
3460
3461         /*
3462          * If the local deadline has passed we have to consider the
3463          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3464          * has not truly expired.
3465          *
3466          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3467          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3468          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3469          * exact equality, so a partial write will still work.
3470          */
3471
3472         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3473                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3474                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3475         } else {
3476                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3477                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3478         }
3479 }
3480
3481 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3482 {
3483         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3484         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3485         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3486
3487         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3488                 return;
3489
3490         /*
3491          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3492          * hierarchy can be throttled
3493          */
3494         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3495                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3496 }
3497
3498 static __always_inline
3499 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3500 {
3501         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3502                 return;
3503
3504         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3505 }
3506
3507 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3508 {
3509         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3510 }
3511
3512 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3513 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3514 {
3515         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3516 }
3517
3518 /*
3519  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3520  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3521  * load-balance operations.
3522  */
3523 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3524                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3525 {
3526         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3527
3528         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3529         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3530
3531         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3532                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3533 }
3534
3535 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3536 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3537 {
3538         struct rq *rq = data;
3539         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3540
3541         cfs_rq->throttle_count--;
3542 #ifdef CONFIG_SMP
3543         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3544                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3545                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3546                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3547         }
3548 #endif
3549
3550         return 0;
3551 }
3552
3553 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3554 {
3555         struct rq *rq = data;
3556         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3557
3558         /* group is entering throttled state, stop time */
3559         if (!cfs_rq->throttle_count)
3560                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3561         cfs_rq->throttle_count++;
3562
3563         return 0;
3564 }
3565
3566 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3567 {
3568         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3569         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3570         struct sched_entity *se;
3571         long task_delta, dequeue = 1;
3572
3573         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3574
3575         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3576         rcu_read_lock();
3577         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3578         rcu_read_unlock();
3579
3580         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3581         for_each_sched_entity(se) {
3582                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3583                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3584                 if (!se->on_rq)
3585                         break;
3586
3587                 if (dequeue)
3588                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3589                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3590
3591                 if (qcfs_rq->load.weight)
3592                         dequeue = 0;
3593         }
3594
3595         if (!se)
3596                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3597
3598         cfs_rq->throttled = 1;
3599         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3600         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3601         /*
3602          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3603          * distribute_cfs_runtime will not see us
3604          */
3605         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3606         if (!cfs_b->timer_active)
3607                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b, false);
3608         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3609 }
3610
3611 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3612 {
3613         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3614         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3615         struct sched_entity *se;
3616         int enqueue = 1;
3617         long task_delta;
3618
3619         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3620
3621         cfs_rq->throttled = 0;
3622
3623         update_rq_clock(rq);
3624
3625         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3626         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3627         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3628         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3629
3630         /* update hierarchical throttle state */
3631         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3632
3633         if (!cfs_rq->load.weight)
3634                 return;
3635
3636         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3637         for_each_sched_entity(se) {
3638                 if (se->on_rq)
3639                         enqueue = 0;
3640
3641                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3642                 if (enqueue)
3643                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3644                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3645
3646                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3647                         break;
3648         }
3649
3650         if (!se)
3651                 add_nr_running(rq, task_delta);
3652
3653         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3654         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3655                 resched_curr(rq);
3656 }
3657
3658 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3659                 u64 remaining, u64 expires)
3660 {
3661         struct cfs_rq *cfs_rq;
3662         u64 runtime;
3663         u64 starting_runtime = remaining;
3664
3665         rcu_read_lock();
3666         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3667                                 throttled_list) {
3668                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3669
3670                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3671                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3672                         goto next;
3673
3674                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3675                 if (runtime > remaining)
3676                         runtime = remaining;
3677                 remaining -= runtime;
3678
3679                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3680                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3681
3682                 /* we check whether we're throttled above */
3683                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3684                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3685
3686 next:
3687                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3688
3689                 if (!remaining)
3690                         break;
3691         }
3692         rcu_read_unlock();
3693
3694         return starting_runtime - remaining;
3695 }
3696
3697 /*
3698  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3699  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3700  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3701  * used to track this state.
3702  */
3703 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3704 {
3705         u64 runtime, runtime_expires;
3706         int throttled;
3707
3708         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3709         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3710                 goto out_deactivate;
3711
3712         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3713         cfs_b->nr_periods += overrun;
3714
3715         /*
3716          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3717          * we're going inactive then everything else can be deferred
3718          */
3719         if (cfs_b->idle && !throttled)
3720                 goto out_deactivate;
3721
3722         /*
3723          * if we have relooped after returning idle once, we need to update our
3724          * status as actually running, so that other cpus doing
3725          * __start_cfs_bandwidth will stop trying to cancel us.
3726          */
3727         cfs_b->timer_active = 1;
3728
3729         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3730
3731         if (!throttled) {
3732                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3733                 cfs_b->idle = 1;
3734                 return 0;
3735         }
3736
3737         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3738         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3739
3740         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3741
3742         /*
3743          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3744          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3745          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3746          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3747          * only by limited amounts in that extreme case.
3748          */
3749         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3750                 runtime = cfs_b->runtime;
3751                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3752                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3753                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3754                                                  runtime_expires);
3755                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3756
3757                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3758
3759                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3760         }
3761
3762         /*
3763          * While we are ensured activity in the period following an
3764          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3765          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3766          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3767          */
3768         cfs_b->idle = 0;
3769
3770         return 0;
3771
3772 out_deactivate:
3773         cfs_b->timer_active = 0;
3774         return 1;
3775 }
3776
3777 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3778 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3779 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3780 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3781 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3782 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3783
3784 /*
3785  * Are we near the end of the current quota period?
3786  *
3787  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3788  * hrtimer base being cleared by __hrtimer_start_range_ns. In the case of
3789  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3790  */
3791 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3792 {
3793         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3794         u64 remaining;
3795
3796         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3797         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3798                 return 1;
3799
3800         /* is a quota refresh about to occur? */
3801         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3802         if (remaining < min_expire)
3803                 return 1;
3804
3805         return 0;
3806 }
3807
3808 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3809 {
3810         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3811
3812         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3813         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3814                 return;
3815
3816         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3817                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3818 }
3819
3820 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3821 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3822 {
3823         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3824         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3825
3826         if (slack_runtime <= 0)
3827                 return;
3828
3829         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3830         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3831             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3832                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3833
3834                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3835                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3836                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3837                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3838         }
3839         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3840
3841         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3842         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3843 }
3844
3845 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3846 {
3847         if (!cfs_bandwidth_used())
3848                 return;
3849
3850         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3851                 return;
3852
3853         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3854 }
3855
3856 /*
3857  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3858  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3859  */
3860 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3861 {
3862         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3863         u64 expires;
3864
3865         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3866         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3867         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3868                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3869                 return;
3870         }
3871
3872         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3873                 runtime = cfs_b->runtime;
3874
3875         expires = cfs_b->runtime_expires;
3876         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3877
3878         if (!runtime)
3879                 return;
3880
3881         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3882
3883         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3884         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3885                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3886         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3887 }
3888
3889 /*
3890  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3891  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3892  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3893  */
3894 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3895 {
3896         if (!cfs_bandwidth_used())
3897                 return;
3898
3899         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3900         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3901                 return;
3902
3903         /* ensure the group is not already throttled */
3904         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3905                 return;
3906
3907         /* update runtime allocation */
3908         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3909         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3910                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3911 }
3912
3913 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3914 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3915 {
3916         if (!cfs_bandwidth_used())
3917                 return false;
3918
3919         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3920                 return false;
3921
3922         /*
3923          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3924          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3925          */
3926         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3927                 return true;
3928
3929         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3930         return true;
3931 }
3932
3933 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3934 {
3935         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3936                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3937         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3938
3939         return HRTIMER_NORESTART;
3940 }
3941
3942 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3943 {
3944         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3945                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3946         ktime_t now;
3947         int overrun;
3948         int idle = 0;
3949
3950         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3951         for (;;) {
3952                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3953                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3954
3955                 if (!overrun)
3956                         break;
3957
3958                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3959         }
3960         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3961
3962         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3963 }
3964
3965 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3966 {
3967         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3968         cfs_b->runtime = 0;
3969         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3970         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3971
3972         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3973         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3974         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3975         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3976         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3977 }
3978
3979 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3980 {
3981         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3982         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3983 }
3984
3985 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3986 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b, bool force)
3987 {
3988         /*
3989          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3990          * period or because we're racing with the tear-down path
3991          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3992          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3993          */
3994         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer)) &&
3995                hrtimer_try_to_cancel(&cfs_b->period_timer) < 0) {
3996                 /* bounce the lock to allow do_sched_cfs_period_timer to run */
3997                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3998                 cpu_relax();
3999                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4000                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
4001                 if (!force && cfs_b->timer_active)
4002                         return;
4003         }
4004
4005         cfs_b->timer_active = 1;
4006         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4007 }
4008
4009 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4010 {
4011         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4012         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4013                 return;
4014
4015         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4016         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4017 }
4018
4019 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4020 {
4021         struct cfs_rq *cfs_rq;
4022
4023         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4024                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4025
4026                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4027                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4028                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4029         }
4030 }
4031
4032 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4033 {
4034         struct cfs_rq *cfs_rq;
4035
4036         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4037                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4038                         continue;
4039
4040                 /*
4041                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4042                  * there's some valid quota amount
4043                  */
4044                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4045                 /*
4046                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4047                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4048                  */
4049                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4050
4051                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4052                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4053         }
4054 }
4055
4056 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4057 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4058 {
4059         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4060 }
4061
4062 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4063 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4064 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4065 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4066
4067 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4068 {
4069         return 0;
4070 }
4071
4072 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4073 {
4074         return 0;
4075 }
4076
4077 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4078                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4079 {
4080         return 0;
4081 }
4082
4083 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4084
4085 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4086 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4087 #endif
4088
4089 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4090 {
4091         return NULL;
4092 }
4093 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4094 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4095 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4096
4097 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4098
4099 /**************************************************
4100  * CFS operations on tasks:
4101  */
4102
4103 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4104 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4105 {
4106         struct sched_entity *se = &p->se;
4107         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4108
4109         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4110
4111         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4112                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4113                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4114                 s64 delta = slice - ran;
4115
4116                 if (delta < 0) {
4117                         if (rq->curr == p)
4118                                 resched_curr(rq);
4119                         return;
4120                 }
4121                 hrtick_start(rq, delta);
4122         }
4123 }
4124
4125 /*
4126  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4127  * current task is from our class and nr_running is low enough
4128  * to matter.
4129  */
4130 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4131 {
4132         struct task_struct *curr = rq->curr;
4133
4134         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4135                 return;
4136
4137         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4138                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4139 }
4140 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4141 static inline void
4142 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4143 {
4144 }
4145
4146 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4147 {
4148 }
4149 #endif
4150
4151 /*
4152  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4153  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4154  * then put the task into the rbtree:
4155  */
4156 static void
4157 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4158 {
4159         struct cfs_rq *cfs_rq;
4160         struct sched_entity *se = &p->se;
4161
4162         for_each_sched_entity(se) {
4163                 if (se->on_rq)
4164                         break;
4165                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4166                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4167
4168                 /*
4169                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4170                  *
4171                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4172                  * post the final h_nr_running increment below.
4173                 */
4174                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4175                         break;
4176                 cfs_rq->h_nr_running++;
4177
4178                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4179         }
4180
4181         for_each_sched_entity(se) {
4182                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4183                 cfs_rq->h_nr_running++;
4184
4185                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4186                         break;
4187
4188                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4189                 update_entity_load_avg(se, 1);
4190         }
4191
4192         if (!se) {
4193                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
4194                 add_nr_running(rq, 1);
4195         }
4196         hrtick_update(rq);
4197 }
4198
4199 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4200
4201 /*
4202  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4203  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4204  * update the fair scheduling stats:
4205  */
4206 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4207 {
4208         struct cfs_rq *cfs_rq;
4209         struct sched_entity *se = &p->se;
4210         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4211
4212         for_each_sched_entity(se) {
4213                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4214                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4215
4216                 /*
4217                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4218                  *
4219                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4220                  * post the final h_nr_running decrement below.
4221                 */
4222                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4223                         break;
4224                 cfs_rq->h_nr_running--;
4225
4226                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4227                 if (cfs_rq->load.weight) {
4228                         /*
4229                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4230                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4231                          */
4232                         if (task_sleep && parent_entity(se))
4233                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
4234
4235                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
4236                         se = parent_entity(se);
4237                         break;
4238                 }
4239                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4240         }
4241
4242         for_each_sched_entity(se) {
4243                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4244                 cfs_rq->h_nr_running--;
4245
4246                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4247                         break;
4248
4249                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4250                 update_entity_load_avg(se, 1);
4251         }
4252
4253         if (!se) {
4254                 sub_nr_running(rq, 1);
4255                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
4256         }
4257         hrtick_update(rq);
4258 }
4259
4260 #ifdef CONFIG_SMP
4261 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4262 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4263 {
4264         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
4265 }
4266
4267 /*
4268  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4269  * according to the scheduling class and "nice" value.
4270  *
4271  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4272  * balance conservatively.
4273  */
4274 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4275 {
4276         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4277         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4278
4279         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4280                 return total;
4281
4282         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4283 }
4284
4285 /*
4286  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4287  * according to the scheduling class and "nice" value.
4288  */
4289 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4290 {
4291         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4292         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4293
4294         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4295                 return total;
4296
4297         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4298 }
4299
4300 static unsigned long capacity_of(int cpu)
4301 {
4302         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
4303 }
4304
4305 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4306 {
4307         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4308         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
4309         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
4310
4311         if (nr_running)
4312                 return load_avg / nr_running;
4313
4314         return 0;
4315 }
4316
4317 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4318 {
4319         /*
4320          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4321          * about the boundary, really active task won't care
4322          * about the loss.
4323          */
4324         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4325                 current->wakee_flips >>= 1;
4326                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4327         }
4328
4329         if (current->last_wakee != p) {
4330                 current->last_wakee = p;
4331                 current->wakee_flips++;
4332         }
4333 }
4334
4335 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4336 {
4337         struct sched_entity *se = &p->se;
4338         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4339         u64 min_vruntime;
4340
4341 #ifndef CONFIG_64BIT
4342         u64 min_vruntime_copy;
4343
4344         do {
4345                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4346                 smp_rmb();
4347                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4348         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4349 #else
4350         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4351 #endif
4352
4353         se->vruntime -= min_vruntime;
4354         record_wakee(p);
4355 }
4356
4357 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4358 /*
4359  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4360  *
4361  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4362  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4363  * can calculate the shift in shares.
4364  *
4365  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4366  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4367  * total group weight.
4368  *
4369  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4370  * distribution (s_i) using:
4371  *
4372  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4373  *
4374  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4375  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4376  * shares distribution (s_i):
4377  *
4378  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4379  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4380  *
4381  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4382  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4383  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4384  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4385  *
4386  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4387  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4388  *
4389  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4390  *
4391  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4392  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4393  * weight and shares distributions like:
4394  *
4395  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4396  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4397  *
4398  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4399  *
4400  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4401  *
4402  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4403  *
4404  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4405  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4406  * 4/7) times the weight of the group.
4407  */
4408 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4409 {
4410         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4411
4412         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4413                 return wl;
4414
4415         for_each_sched_entity(se) {
4416                 long w, W;
4417
4418                 tg = se->my_q->tg;
4419
4420                 /*
4421                  * W = @wg + \Sum rw_j
4422                  */
4423                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
4424
4425                 /*
4426                  * w = rw_i + @wl
4427                  */
4428                 w = se->my_q->load.weight + wl;
4429
4430                 /*
4431                  * wl = S * s'_i; see (2)
4432                  */
4433                 if (W > 0 && w < W)
4434                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
4435                 else
4436                         wl = tg->shares;
4437
4438                 /*
4439                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4440                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4441                  * calc_cfs_shares().
4442                  */
4443                 if (wl < MIN_SHARES)
4444                         wl = MIN_SHARES;
4445
4446                 /*
4447                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4448                  */
4449                 wl -= se->load.weight;
4450
4451                 /*
4452                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4453                  * the final effective load change on the root group. Since
4454                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4455                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4456                  * resulting from this level per the above.
4457                  */
4458                 wg = 0;
4459         }
4460
4461         return wl;
4462 }
4463 #else
4464
4465 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4466 {
4467         return wl;
4468 }
4469
4470 #endif
4471
4472 static int wake_wide(struct task_struct *p)
4473 {
4474         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
4475
4476         /*
4477          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
4478          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
4479          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
4480          */
4481         if (p->wakee_flips > factor) {
4482                 /*
4483                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
4484                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
4485                  * it alone.
4486                  */
4487                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
4488                         return 1;
4489         }
4490
4491         return 0;
4492 }
4493
4494 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4495 {
4496         s64 this_load, load;
4497         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4498         int idx, this_cpu, prev_cpu;
4499         struct task_group *tg;
4500         unsigned long weight;
4501         int balanced;
4502
4503         /*
4504          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
4505          * ourselves around too much.
4506          */
4507         if (wake_wide(p))
4508                 return 0;
4509
4510         idx       = sd->wake_idx;
4511         this_cpu  = smp_processor_id();
4512         prev_cpu  = task_cpu(p);
4513         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4514         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4515
4516         /*
4517          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4518          * effect of the currently running task from the load
4519          * of the current CPU:
4520          */
4521         if (sync) {
4522                 tg = task_group(current);
4523                 weight = current->se.load.weight;
4524
4525                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4526                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4527         }
4528
4529         tg = task_group(p);
4530         weight = p->se.load.weight;
4531
4532         /*
4533          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4534          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4535          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4536          * about that, so that's good too.
4537          *
4538          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4539          * task to be woken on this_cpu.
4540          */
4541         this_eff_load = 100;
4542         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
4543
4544         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4545         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
4546
4547         if (this_load > 0) {
4548                 this_eff_load *= this_load +
4549                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4550
4551                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4552         }
4553
4554         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4555
4556         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4557
4558         if (!balanced)
4559                 return 0;
4560
4561         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4562         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4563
4564         return 1;
4565 }
4566
4567 /*
4568  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4569  * domain.
4570  */
4571 static struct sched_group *
4572 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4573                   int this_cpu, int sd_flag)
4574 {
4575         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4576         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4577         int load_idx = sd->forkexec_idx;
4578         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4579
4580         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4581                 load_idx = sd->wake_idx;
4582
4583         do {
4584                 unsigned long load, avg_load;
4585                 int local_group;
4586                 int i;
4587
4588                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4589                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4590                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4591                         continue;
4592
4593                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4594                                                sched_group_cpus(group));
4595
4596                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4597                 avg_load = 0;
4598
4599                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4600                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4601                         if (local_group)
4602                                 load = source_load(i, load_idx);
4603                         else
4604                                 load = target_load(i, load_idx);
4605
4606                         avg_load += load;
4607                 }
4608
4609                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
4610                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
4611
4612                 if (local_group) {
4613                         this_load = avg_load;
4614                 } else if (avg_load < min_load) {
4615                         min_load = avg_load;
4616                         idlest = group;
4617                 }
4618         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4619
4620         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4621                 return NULL;
4622         return idlest;
4623 }
4624
4625 /*
4626  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4627  */
4628 static int
4629 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4630 {
4631         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4632         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
4633         u64 latest_idle_timestamp = 0;
4634         int least_loaded_cpu = this_cpu;
4635         int shallowest_idle_cpu = -1;
4636         int i;
4637
4638         /* Traverse only the allowed CPUs */
4639         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4640                 if (idle_cpu(i)) {
4641                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
4642                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
4643                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
4644                                 /*
4645                                  * We give priority to a CPU whose idle state
4646                                  * has the smallest exit latency irrespective
4647                                  * of any idle timestamp.
4648                                  */
4649                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
4650                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
4651                                 shallowest_idle_cpu = i;
4652                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
4653                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
4654                                 /*
4655                                  * If equal or no active idle state, then
4656                                  * the most recently idled CPU might have
4657                                  * a warmer cache.
4658                                  */
4659                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
4660                                 shallowest_idle_cpu = i;
4661                         }
4662                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
4663                         load = weighted_cpuload(i);
4664                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4665                                 min_load = load;
4666                                 least_loaded_cpu = i;
4667                         }
4668                 }
4669         }
4670
4671         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
4672 }
4673
4674 /*
4675  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4676  */
4677 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4678 {
4679         struct sched_domain *sd;
4680         struct sched_group *sg;
4681         int i = task_cpu(p);
4682
4683         if (idle_cpu(target))
4684                 return target;
4685
4686         /*
4687          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4688          */
4689         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4690                 return i;
4691
4692         /*
4693          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4694          */
4695         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4696         for_each_lower_domain(sd) {
4697                 sg = sd->groups;
4698                 do {
4699                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4700                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4701                                 goto next;
4702
4703                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4704                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4705                                         goto next;
4706                         }
4707
4708                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4709                                         tsk_cpus_allowed(p));
4710                         goto done;
4711 next:
4712                         sg = sg->next;
4713                 } while (sg != sd->groups);
4714         }
4715 done:
4716         return target;
4717 }
4718
4719 /*
4720  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
4721  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
4722  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
4723  *
4724  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
4725  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
4726  *
4727  * Returns the target cpu number.
4728  *
4729  * preempt must be disabled.
4730  */
4731 static int
4732 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4733 {
4734         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4735         int cpu = smp_processor_id();
4736         int new_cpu = cpu;
4737         int want_affine = 0;
4738         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4739
4740         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4741                 want_affine = cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p));
4742
4743         rcu_read_lock();
4744         for_each_domain(cpu, tmp) {
4745                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4746                         continue;
4747
4748                 /*
4749                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4750                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4751                  */
4752                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4753                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4754                         affine_sd = tmp;
4755                         break;
4756                 }
4757
4758                 if (tmp->flags & sd_flag)
4759                         sd = tmp;
4760         }
4761
4762         if (affine_sd && cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4763                 prev_cpu = cpu;
4764
4765         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4766                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4767                 goto unlock;
4768         }
4769
4770         while (sd) {
4771                 struct sched_group *group;
4772                 int weight;
4773
4774                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4775                         sd = sd->child;
4776                         continue;
4777                 }
4778
4779                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
4780                 if (!group) {
4781                         sd = sd->child;
4782                         continue;
4783                 }
4784
4785                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4786                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4787                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4788                         sd = sd->child;
4789                         continue;
4790                 }
4791
4792                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4793                 cpu = new_cpu;
4794                 weight = sd->span_weight;
4795                 sd = NULL;
4796                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4797                         if (weight <= tmp->span_weight)
4798                                 break;
4799                         if (tmp->flags & sd_flag)
4800                                 sd = tmp;
4801                 }
4802                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4803         }
4804 unlock:
4805         rcu_read_unlock();
4806
4807         return new_cpu;
4808 }
4809
4810 /*
4811  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4812  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4813  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4814  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4815  */
4816 static void
4817 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4818 {
4819         struct sched_entity *se = &p->se;
4820         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4821
4822         /*
4823          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4824          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4825          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4826          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4827          */
4828         if (se->avg.decay_count) {
4829                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4830                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4831                                                 &cfs_rq->removed_load);
4832         }
4833
4834         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
4835         se->exec_start = 0;
4836 }
4837 #endif /* CONFIG_SMP */
4838
4839 static unsigned long
4840 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4841 {
4842         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4843
4844         /*
4845          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4846          * to virtual-time in his units.
4847          *
4848          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4849          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4850          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4851          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4852          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4853          *
4854          * This is especially important for buddies when the leftmost
4855          * task is higher priority than the buddy.
4856          */
4857         return calc_delta_fair(gran, se);
4858 }
4859
4860 /*
4861  * Should 'se' preempt 'curr'.
4862  *
4863  *             |s1
4864  *        |s2
4865  *   |s3
4866  *         g
4867  *      |<--->|c
4868  *
4869  *  w(c, s1) = -1
4870  *  w(c, s2) =  0
4871  *  w(c, s3) =  1
4872  *
4873  */
4874 static int
4875 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4876 {
4877         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4878
4879         if (vdiff <= 0)
4880                 return -1;
4881
4882         gran = wakeup_gran(curr, se);
4883         if (vdiff > gran)
4884                 return 1;
4885
4886         return 0;
4887 }
4888
4889 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4890 {
4891         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4892                 return;
4893
4894         for_each_sched_entity(se)
4895                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4896 }
4897
4898 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4899 {
4900         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4901                 return;
4902
4903         for_each_sched_entity(se)
4904                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4905 }
4906
4907 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4908 {
4909         for_each_sched_entity(se)
4910                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4911 }
4912
4913 /*
4914  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4915  */
4916 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4917 {
4918         struct task_struct *curr = rq->curr;
4919         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4920         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4921         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4922         int next_buddy_marked = 0;
4923
4924         if (unlikely(se == pse))
4925                 return;
4926
4927         /*
4928          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
4929          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4930          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4931          * next-buddy nomination below.
4932          */
4933         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4934                 return;
4935
4936         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4937                 set_next_buddy(pse);
4938                 next_buddy_marked = 1;
4939         }
4940
4941         /*
4942          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4943          * wake up path.
4944          *
4945          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4946          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4947          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4948          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4949          * below.
4950          */
4951         if (test_tsk_need_resched(curr))
4952                 return;
4953
4954         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4955         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4956             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4957                 goto preempt;
4958
4959         /*
4960          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4961          * is driven by the tick):
4962          */
4963         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4964                 return;
4965
4966         find_matching_se(&se, &pse);
4967         update_curr(cfs_rq_of(se));
4968         BUG_ON(!pse);
4969         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4970                 /*
4971                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4972                  * triggering this preemption.
4973                  */
4974                 if (!next_buddy_marked)
4975                         set_next_buddy(pse);
4976                 goto preempt;
4977         }
4978
4979         return;
4980
4981 preempt:
4982         resched_curr(rq);
4983         /*
4984          * Only set the backward buddy when the current task is still
4985          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4986          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4987          * point, either of which can * drop the rq lock.
4988          *
4989          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4990          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4991          */
4992         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4993                 return;
4994
4995         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4996                 set_last_buddy(se);
4997 }
4998
4999 static struct task_struct *
5000 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5001 {
5002         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
5003         struct sched_entity *se;
5004         struct task_struct *p;
5005         int new_tasks;
5006
5007 again:
5008 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5009         if (!cfs_rq->nr_running)
5010                 goto idle;
5011
5012         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
5013                 goto simple;
5014
5015         /*
5016          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
5017          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
5018          *
5019          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
5020          * hierarchy, only change the part that actually changes.
5021          */
5022
5023         do {
5024                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
5025
5026                 /*
5027                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
5028                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
5029                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
5030                  * forget we've ever seen it.
5031                  */
5032                 if (curr && curr->on_rq)
5033                         update_curr(cfs_rq);
5034                 else
5035                         curr = NULL;
5036
5037                 /*
5038                  * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the throttle and
5039                  * dequeue its entity in the parent(s). Therefore the 'simple'
5040                  * nr_running test will indeed be correct.
5041                  */
5042                 if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
5043                         goto simple;
5044
5045                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
5046                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5047         } while (cfs_rq);
5048
5049         p = task_of(se);
5050
5051         /*
5052          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
5053          * is a different task than we started out with, try and touch the
5054          * least amount of cfs_rqs.
5055          */
5056         if (prev != p) {
5057                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
5058
5059                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
5060                         int se_depth = se->depth;
5061                         int pse_depth = pse->depth;
5062
5063                         if (se_depth <= pse_depth) {
5064                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
5065                                 pse = parent_entity(pse);
5066                         }
5067                         if (se_depth >= pse_depth) {
5068                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
5069                                 se = parent_entity(se);
5070                         }
5071                 }
5072
5073                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
5074                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5075         }
5076
5077         if (hrtick_enabled(rq))
5078                 hrtick_start_fair(rq, p);
5079
5080         return p;
5081 simple:
5082         cfs_rq = &rq->cfs;
5083 #endif
5084
5085         if (!cfs_rq->nr_running)
5086                 goto idle;
5087
5088         put_prev_task(rq, prev);
5089
5090         do {
5091                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
5092                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5093                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5094         } while (cfs_rq);
5095
5096         p = task_of(se);
5097
5098         if (hrtick_enabled(rq))
5099                 hrtick_start_fair(rq, p);
5100
5101         return p;
5102
5103 idle:
5104         new_tasks = idle_balance(rq);
5105         /*
5106          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
5107          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
5108          * must re-start the pick_next_entity() loop.
5109          */
5110         if (new_tasks < 0)
5111                 return RETRY_TASK;
5112
5113         if (new_tasks > 0)
5114                 goto again;
5115
5116         return NULL;
5117 }
5118
5119 /*
5120  * Account for a descheduled task:
5121  */
5122 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5123 {
5124         struct sched_entity *se = &prev->se;
5125         struct cfs_rq *cfs_rq;
5126
5127         for_each_sched_entity(se) {
5128                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5129                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
5130         }
5131 }
5132
5133 /*
5134  * sched_yield() is very simple
5135  *
5136  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
5137  */
5138 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
5139 {
5140         struct task_struct *curr = rq->curr;
5141         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
5142         struct sched_entity *se = &curr->se;
5143
5144         /*
5145          * Are we the only task in the tree?
5146          */
5147         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
5148                 return;
5149
5150         clear_buddies(cfs_rq, se);
5151
5152         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
5153                 update_rq_clock(rq);
5154                 /*
5155                  * Update run-time statistics of the 'current'.
5156                  */
5157                 update_curr(cfs_rq);
5158                 /*
5159                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
5160                  * so we don't do microscopic update in schedule()
5161                  * and double the fastpath cost.
5162                  */
5163                 rq_clock_skip_update(rq, true);
5164         }
5165
5166         set_skip_buddy(se);
5167 }
5168
5169 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
5170 {
5171         struct sched_entity *se = &p->se;
5172
5173         /* throttled hierarchies are not runnable */
5174         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
5175                 return false;
5176
5177         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
5178         set_next_buddy(se);
5179
5180         yield_task_fair(rq);
5181
5182         return true;
5183 }
5184
5185 #ifdef CONFIG_SMP
5186 /**************************************************
5187  * Fair scheduling class load-balancing methods.
5188  *
5189  * BASICS
5190  *
5191  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
5192  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
5193  * time to each task. This is expressed in the following equation:
5194  *
5195  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
5196  *
5197  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
5198  * W_i,0 is defined as:
5199  *
5200  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
5201  *
5202  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
5203  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
5204  *
5205  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
5206  * weight:
5207  *
5208  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
5209  *
5210  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
5211  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
5212  * can also include other factors [XXX].
5213  *
5214  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
5215  * directly from (1):
5216  *
5217  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
5218  *
5219  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
5220  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
5221  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
5222  *
5223  * [XXX expand on:
5224  *     - infeasible weights;
5225  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
5226  *
5227  *
5228  * SCHED DOMAINS
5229  *
5230  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
5231  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
5232  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
5233  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
5234  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
5235  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
5236  * the groups.
5237  *
5238  * This yields:
5239  *
5240  *     log_2 n     1     n
5241  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
5242  *     i = 0      2^i   2^i
5243  *                               `- size of each group
5244  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
5245  *         |         `- freq
5246  *         `- sum over all levels
5247  *
5248  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
5249  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
5250  *
5251  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
5252  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
5253  *
5254  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
5255  *
5256  *             log_2 n     
5257  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
5258  *             k = 0
5259  *
5260  * And you'll find that:
5261  *
5262  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
5263  *
5264  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
5265  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
5266  * of:
5267  *
5268  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
5269  *
5270  *
5271  * WORK CONSERVING
5272  *
5273  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
5274  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
5275  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
5276  *
5277  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
5278  * time.
5279  *
5280  * [XXX more?]
5281  *
5282  *
5283  * CGROUPS
5284  *
5285  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
5286  *
5287  *                                s_k,i
5288  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
5289  *                                 S_k
5290  *
5291  * Where
5292  *
5293  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
5294  *
5295  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
5296  *
5297  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
5298  * property.
5299  *
5300  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
5301  *      rewrite all of this once again.]
5302  */ 
5303
5304 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
5305
5306 enum fbq_type { regular, remote, all };
5307
5308 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
5309 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
5310 #define LBF_DST_PINNED  0x04
5311 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
5312
5313 struct lb_env {
5314         struct sched_domain     *sd;
5315
5316         struct rq               *src_rq;
5317         int                     src_cpu;
5318
5319         int                     dst_cpu;
5320         struct rq               *dst_rq;
5321
5322         struct cpumask          *dst_grpmask;
5323         int                     new_dst_cpu;
5324         enum cpu_idle_type      idle;
5325         long                    imbalance;
5326         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
5327         struct cpumask          *cpus;
5328
5329         unsigned int            flags;
5330
5331         unsigned int            loop;
5332         unsigned int            loop_break;
5333         unsigned int            loop_max;
5334
5335         enum fbq_type           fbq_type;
5336         struct list_head        tasks;
5337 };
5338
5339 /*
5340  * Is this task likely cache-hot:
5341  */
5342 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5343 {
5344         s64 delta;
5345
5346         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5347
5348         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
5349                 return 0;
5350
5351         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
5352                 return 0;
5353
5354         /*
5355          * Buddy candidates are cache hot:
5356          */
5357         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
5358                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
5359                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
5360                 return 1;
5361
5362         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
5363                 return 1;
5364         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
5365                 return 0;
5366
5367         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
5368
5369         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
5370 }
5371
5372 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5373 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
5374 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5375 {
5376         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5377         int src_nid, dst_nid;
5378
5379         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults ||
5380             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
5381                 return false;
5382         }
5383
5384         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5385         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5386
5387         if (src_nid == dst_nid)
5388                 return false;
5389
5390         if (numa_group) {
5391                 /* Task is already in the group's interleave set. */
5392                 if (node_isset(src_nid, numa_group->active_nodes))
5393                         return false;
5394
5395                 /* Task is moving into the group's interleave set. */
5396                 if (node_isset(dst_nid, numa_group->active_nodes))
5397                         return true;
5398
5399                 return group_faults(p, dst_nid) > group_faults(p, src_nid);
5400         }
5401
5402         /* Encourage migration to the preferred node. */
5403         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
5404                 return true;
5405
5406         return task_faults(p, dst_nid) > task_faults(p, src_nid);
5407 }
5408
5409
5410 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5411 {
5412         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5413         int src_nid, dst_nid;
5414
5415         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
5416                 return false;
5417
5418         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
5419                 return false;
5420
5421         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5422         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5423
5424         if (src_nid == dst_nid)
5425                 return false;
5426
5427         if (numa_group) {
5428                 /* Task is moving within/into the group's interleave set. */
5429                 if (node_isset(dst_nid, numa_group->active_nodes))
5430                         return false;
5431
5432                 /* Task is moving out of the group's interleave set. */
5433                 if (node_isset(src_nid, numa_group->active_nodes))
5434                         return true;
5435
5436                 return group_faults(p, dst_nid) < group_faults(p, src_nid);
5437         }
5438
5439         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
5440         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
5441                 return true;
5442
5443         return task_faults(p, dst_nid) < task_faults(p, src_nid);
5444 }
5445
5446 #else
5447 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
5448                                              struct lb_env *env)
5449 {
5450         return false;
5451 }
5452
5453 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
5454                                              struct lb_env *env)
5455 {
5456         return false;
5457 }
5458 #endif
5459
5460 /*
5461  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
5462  */
5463 static
5464 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5465 {
5466         int tsk_cache_hot = 0;
5467
5468         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5469
5470         /*
5471          * We do not migrate tasks that are:
5472          * 1) throttled_lb_pair, or
5473          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
5474          * 3) running (obviously), or
5475          * 4) are cache-hot on their current CPU.
5476          */
5477         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
5478                 return 0;
5479
5480         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5481                 int cpu;
5482
5483                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
5484
5485                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
5486
5487                 /*
5488                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
5489                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
5490                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
5491                  *
5492                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
5493                  * one in current iteration.
5494                  */
5495                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
5496                         return 0;
5497
5498                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5499                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
5500                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5501                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
5502                                 env->new_dst_cpu = cpu;
5503                                 break;
5504                         }
5505                 }
5506
5507                 return 0;
5508         }
5509
5510         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
5511         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
5512
5513         if (task_running(env->src_rq, p)) {
5514                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
5515                 return 0;
5516         }
5517
5518         /*
5519          * Aggressive migration if:
5520          * 1) destination numa is preferred
5521          * 2) task is cache cold, or
5522          * 3) too many balance attempts have failed.
5523          */
5524         tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
5525         if (!tsk_cache_hot)
5526                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
5527
5528         if (migrate_improves_locality(p, env) || !tsk_cache_hot ||
5529             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
5530                 if (tsk_cache_hot) {
5531                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5532                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5533                 }
5534                 return 1;
5535         }
5536
5537         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
5538         return 0;
5539 }
5540
5541 /*
5542  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
5543  */
5544 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5545 {
5546         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5547
5548         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
5549         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
5550         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
5551 }
5552
5553 /*
5554  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
5555  * part of active balancing operations within "domain".
5556  *
5557  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
5558  */
5559 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
5560 {
5561         struct task_struct *p, *n;
5562
5563         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5564
5565         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
5566                 if (!can_migrate_task(p, env))
5567                         continue;
5568
5569                 detach_task(p, env);
5570
5571                 /*
5572                  * Right now, this is only the second place where
5573                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
5574                  * so we can safely collect stats here rather than
5575                  * inside detach_tasks().
5576                  */
5577                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
5578                 return p;
5579         }
5580         return NULL;
5581 }
5582
5583 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
5584
5585 /*
5586  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
5587  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
5588  *
5589  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
5590  */
5591 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
5592 {
5593         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
5594         struct task_struct *p;
5595         unsigned long load;
5596         int detached = 0;
5597
5598         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5599
5600         if (env->imbalance <= 0)
5601                 return 0;
5602
5603         while (!list_empty(tasks)) {
5604                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5605
5606                 env->loop++;
5607                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
5608                 if (env->loop > env->loop_max)
5609                         break;
5610
5611                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
5612                 if (env->loop > env->loop_break) {
5613                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
5614                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
5615                         break;
5616                 }
5617
5618                 if (!can_migrate_task(p, env))
5619                         goto next;
5620
5621                 load = task_h_load(p);
5622
5623                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
5624                         goto next;
5625
5626                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5627                         goto next;
5628
5629                 detach_task(p, env);
5630                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
5631
5632                 detached++;
5633                 env->imbalance -= load;
5634
5635 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5636                 /*
5637                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5638                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
5639                  * the critical section.
5640                  */
5641                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5642                         break;
5643 #endif
5644
5645                 /*
5646                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5647                  * weighted load.
5648                  */
5649                 if (env->imbalance <= 0)
5650                         break;
5651
5652                 continue;
5653 next:
5654                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5655         }
5656
5657         /*
5658          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
5659          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
5660          * than inside detach_one_task().
5661          */
5662         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
5663
5664         return detached;
5665 }
5666
5667 /*
5668  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
5669  */
5670 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5671 {
5672         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5673
5674         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
5675         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5676         activate_task(rq, p, 0);
5677         check_preempt_curr(rq, p, 0);
5678 }
5679
5680 /*
5681  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
5682  * its new rq.
5683  */
5684 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5685 {
5686         raw_spin_lock(&rq->lock);
5687         attach_task(rq, p);
5688         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5689 }
5690
5691 /*
5692  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
5693  * new rq.
5694  */
5695 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
5696 {
5697         struct list_head *tasks = &env->tasks;
5698         struct task_struct *p;
5699
5700         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
5701
5702         while (!list_empty(tasks)) {
5703                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5704                 list_del_init(&p->se.group_node);
5705
5706                 attach_task(env->dst_rq, p);
5707         }
5708
5709         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
5710 }
5711
5712 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5713 /*
5714  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
5715  */
5716 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
5717 {
5718         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5719         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5720
5721         /* throttled entities do not contribute to load */
5722         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5723                 return;
5724
5725         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
5726
5727         if (se) {
5728                 update_entity_load_avg(se, 1);
5729                 /*
5730                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
5731                  * list removal.  This generally implies that all our children
5732                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
5733                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
5734                  * at enqueue.
5735                  *
5736                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
5737                  */
5738                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
5739                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5740         } else {
5741                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5742                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
5743         }
5744 }
5745
5746 static void update_blocked_averages(int cpu)
5747 {
5748         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5749         struct cfs_rq *cfs_rq;
5750         unsigned long flags;
5751
5752         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5753         update_rq_clock(rq);
5754         /*
5755          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5756          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5757          */
5758         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5759                 /*
5760                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5761                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5762                  * groups does not result in continually extending hold time.
5763                  */
5764                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5765         }
5766
5767         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5768 }
5769
5770 /*
5771  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5772  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5773  * group is a fraction of its parents load.
5774  */
5775 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5776 {
5777         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5778         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5779         unsigned long now = jiffies;
5780         unsigned long load;
5781
5782         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5783                 return;
5784
5785         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5786         for_each_sched_entity(se) {
5787                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5788                 cfs_rq->h_load_next = se;
5789                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5790                         break;
5791         }
5792
5793         if (!se) {
5794                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5795                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5796         }
5797
5798         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5799                 load = cfs_rq->h_load;
5800                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5801                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5802                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5803                 cfs_rq->h_load = load;
5804                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5805         }
5806 }
5807
5808 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5809 {
5810         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5811
5812         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5813         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5814                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5815 }
5816 #else
5817 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5818 {
5819 }
5820
5821 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5822 {
5823         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5824 }
5825 #endif
5826
5827 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5828
5829 enum group_type {
5830         group_other = 0,
5831         group_imbalanced,
5832         group_overloaded,
5833 };
5834
5835 /*
5836  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5837  */
5838 struct sg_lb_stats {
5839         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5840         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5841         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5842         unsigned long load_per_task;
5843         unsigned long group_capacity;
5844         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5845         unsigned int group_capacity_factor;
5846         unsigned int idle_cpus;
5847         unsigned int group_weight;
5848         enum group_type group_type;
5849         int group_has_free_capacity;
5850 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5851         unsigned int nr_numa_running;
5852         unsigned int nr_preferred_running;
5853 #endif
5854 };
5855
5856 /*
5857  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5858  *               during load balancing.
5859  */
5860 struct sd_lb_stats {
5861         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5862         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5863         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5864         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
5865         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5866
5867         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5868         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5869 };
5870
5871 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5872 {
5873         /*
5874          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5875          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5876          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5877          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5878          */
5879         *sds = (struct sd_lb_stats){
5880                 .busiest = NULL,
5881                 .local = NULL,
5882                 .total_load = 0UL,
5883                 .total_capacity = 0UL,
5884                 .busiest_stat = {
5885                         .avg_load = 0UL,
5886                         .sum_nr_running = 0,
5887                         .group_type = group_other,
5888                 },
5889         };
5890 }
5891
5892 /**
5893  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5894  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5895  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
5896  *
5897  * Return: The load index.
5898  */
5899 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5900                                         enum cpu_idle_type idle)
5901 {
5902         int load_idx;
5903
5904         switch (idle) {
5905         case CPU_NOT_IDLE:
5906                 load_idx = sd->busy_idx;
5907                 break;
5908
5909         case CPU_NEWLY_IDLE:
5910                 load_idx = sd->newidle_idx;
5911                 break;
5912         default:
5913                 load_idx = sd->idle_idx;
5914                 break;
5915         }
5916
5917         return load_idx;
5918 }
5919
5920 static unsigned long default_scale_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5921 {
5922         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
5923 }
5924
5925 unsigned long __weak arch_scale_freq_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5926 {
5927         return default_scale_capacity(sd, cpu);
5928 }
5929
5930 static unsigned long default_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5931 {
5932         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && (sd->span_weight > 1))
5933                 return sd->smt_gain / sd->span_weight;
5934
5935         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
5936 }
5937
5938 unsigned long __weak arch_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5939 {
5940         return default_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
5941 }
5942
5943 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
5944 {
5945         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5946         u64 total, available, age_stamp, avg;
5947         s64 delta;
5948
5949         /*
5950          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5951          * we read them once before doing sanity checks on them.
5952          */
5953         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5954         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5955         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
5956
5957         if (unlikely(delta < 0))
5958                 delta = 0;
5959
5960         total = sched_avg_period() + delta;
5961
5962         if (unlikely(total < avg)) {
5963                 /* Ensures that capacity won't end up being negative */
5964                 available = 0;
5965         } else {
5966                 available = total - avg;
5967         }
5968
5969         if (unlikely((s64)total < SCHED_CAPACITY_SCALE))
5970                 total = SCHED_CAPACITY_SCALE;
5971
5972         total >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5973
5974         return div_u64(available, total);
5975 }
5976
5977 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5978 {
5979         unsigned long capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE;
5980         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5981
5982         if (sched_feat(ARCH_CAPACITY))
5983                 capacity *= arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
5984         else
5985                 capacity *= default_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
5986
5987         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5988
5989         sdg->sgc->capacity_orig = capacity;
5990
5991         if (sched_feat(ARCH_CAPACITY))
5992                 capacity *= arch_scale_freq_capacity(sd, cpu);
5993         else
5994                 capacity *= default_scale_capacity(sd, cpu);
5995
5996         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5997
5998         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
5999         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
6000
6001         if (!capacity)
6002                 capacity = 1;
6003
6004         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
6005         sdg->sgc->capacity = capacity;
6006 }
6007
6008 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
6009 {
6010         struct sched_domain *child = sd->child;
6011         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
6012         unsigned long capacity, capacity_orig;
6013         unsigned long interval;
6014
6015         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6016         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6017         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
6018
6019         if (!child) {
6020                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
6021                 return;
6022         }
6023
6024         capacity_orig = capacity = 0;
6025
6026         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
6027                 /*
6028                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
6029                  * span the current group.
6030                  */
6031
6032                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
6033                         struct sched_group_capacity *sgc;
6034                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6035
6036                         /*
6037                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
6038                          * gets here before we've attached the domains to the
6039                          * runqueues.
6040                          *
6041                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
6042                          * in update_cpu_capacity().
6043                          *
6044                          * This avoids capacity/capacity_orig from being 0 and
6045                          * causing divide-by-zero issues on boot.
6046                          *
6047                          * Runtime updates will correct capacity_orig.
6048                          */
6049                         if (unlikely(!rq->sd)) {
6050                                 capacity_orig += capacity_of(cpu);
6051                                 capacity += capacity_of(cpu);
6052                                 continue;
6053                         }
6054
6055                         sgc = rq->sd->groups->sgc;
6056                         capacity_orig += sgc->capacity_orig;
6057                         capacity += sgc->capacity;
6058                 }
6059         } else  {
6060                 /*
6061                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
6062                  * span the current group.
6063                  */ 
6064
6065                 group = child->groups;
6066                 do {
6067                         capacity_orig += group->sgc->capacity_orig;
6068                         capacity += group->sgc->capacity;
6069                         group = group->next;
6070                 } while (group != child->groups);
6071         }
6072
6073         sdg->sgc->capacity_orig = capacity_orig;
6074         sdg->sgc->capacity = capacity;
6075 }
6076
6077 /*
6078  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
6079  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
6080  * which on its own isn't powerful enough.
6081  *
6082  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
6083  */
6084 static inline int
6085 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
6086 {
6087         /*
6088          * Only siblings can have significantly less than SCHED_CAPACITY_SCALE
6089          */
6090         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY))
6091                 return 0;
6092
6093         /*
6094          * If ~90% of the cpu_capacity is still there, we're good.
6095          */
6096         if (group->sgc->capacity * 32 > group->sgc->capacity_orig * 29)
6097                 return 1;
6098
6099         return 0;
6100 }
6101
6102 /*
6103  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
6104  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
6105  *
6106  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
6107  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
6108  * Something like:
6109  *
6110  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
6111  *              *     * * *
6112  *
6113  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
6114  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
6115  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
6116  *
6117  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
6118  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
6119  * moving tasks due to affinity constraints.
6120  *
6121  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
6122  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
6123  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
6124  * to create an effective group imbalance.
6125  *
6126  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
6127  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
6128  * subtle and fragile situation.
6129  */
6130
6131 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
6132 {
6133         return group->sgc->imbalance;
6134 }
6135
6136 /*
6137  * Compute the group capacity factor.
6138  *
6139  * Avoid the issue where N*frac(smt_capacity) >= 1 creates 'phantom' cores by
6140  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
6141  * and limit unit capacity with that.
6142  */
6143 static inline int sg_capacity_factor(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
6144 {
6145         unsigned int capacity_factor, smt, cpus;
6146         unsigned int capacity, capacity_orig;
6147
6148         capacity = group->sgc->capacity;
6149         capacity_orig = group->sgc->capacity_orig;
6150         cpus = group->group_weight;
6151
6152         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_capacity < 2 */
6153         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, capacity_orig);
6154         capacity_factor = cpus / smt; /* cores */
6155
6156         capacity_factor = min_t(unsigned,
6157                 capacity_factor, DIV_ROUND_CLOSEST(capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
6158         if (!capacity_factor)
6159                 capacity_factor = fix_small_capacity(env->sd, group);
6160
6161         return capacity_factor;
6162 }
6163
6164 static enum group_type
6165 group_classify(struct sched_group *group, struct sg_lb_stats *sgs)
6166 {
6167         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity_factor)
6168                 return group_overloaded;
6169
6170         if (sg_imbalanced(group))
6171                 return group_imbalanced;
6172
6173         return group_other;
6174 }
6175
6176 /**
6177  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
6178  * @env: The load balancing environment.
6179  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
6180  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
6181  * @local_group: Does group contain this_cpu.
6182  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
6183  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
6184  */
6185 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
6186                         struct sched_group *group, int load_idx,
6187                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
6188                         bool *overload)
6189 {
6190         unsigned long load;
6191         int i;
6192
6193         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
6194
6195         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6196                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6197
6198                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
6199                 if (local_group)
6200                         load = target_load(i, load_idx);
6201                 else
6202                         load = source_load(i, load_idx);
6203
6204                 sgs->group_load += load;
6205                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
6206
6207                 if (rq->nr_running > 1)
6208                         *overload = true;
6209
6210 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6211                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
6212                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
6213 #endif
6214                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
6215                 if (idle_cpu(i))
6216                         sgs->idle_cpus++;
6217         }
6218
6219         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
6220         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
6221         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
6222
6223         if (sgs->sum_nr_running)
6224                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
6225
6226         sgs->group_weight = group->group_weight;
6227         sgs->group_capacity_factor = sg_capacity_factor(env, group);
6228         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
6229
6230         if (sgs->group_capacity_factor > sgs->sum_nr_running)
6231                 sgs->group_has_free_capacity = 1;
6232 }
6233
6234 /**
6235  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
6236  * @env: The load balancing environment.
6237  * @sds: sched_domain statistics
6238  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
6239  * @sgs: sched_group statistics
6240  *
6241  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
6242  * busiest group.
6243  *
6244  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
6245  * busiest group. %false otherwise.
6246  */
6247 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
6248                                    struct sd_lb_stats *sds,
6249                                    struct sched_group *sg,
6250                                    struct sg_lb_stats *sgs)
6251 {
6252         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
6253
6254         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
6255                 return true;
6256
6257         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
6258                 return false;
6259
6260         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
6261                 return false;
6262
6263         /* This is the busiest node in its class. */
6264         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6265                 return true;
6266
6267         /*
6268          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
6269          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
6270          * higher than ourself as busy.
6271          */
6272         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
6273                 if (!sds->busiest)
6274                         return true;
6275
6276                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
6277                         return true;
6278         }
6279
6280         return false;
6281 }
6282
6283 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6284 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6285 {
6286         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
6287                 return regular;
6288         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
6289                 return remote;
6290         return all;
6291 }
6292
6293 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6294 {
6295         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
6296                 return regular;
6297         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
6298                 return remote;
6299         return all;
6300 }
6301 #else
6302 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6303 {
6304         return all;
6305 }
6306
6307 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6308 {
6309         return regular;
6310 }
6311 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6312
6313 /**
6314  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
6315  * @env: The load balancing environment.
6316  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
6317  */
6318 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6319 {
6320         struct sched_domain *child = env->sd->child;
6321         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6322         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
6323         int load_idx, prefer_sibling = 0;
6324         bool overload = false;
6325
6326         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6327                 prefer_sibling = 1;
6328
6329         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
6330
6331         do {
6332                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
6333                 int local_group;
6334
6335                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
6336                 if (local_group) {
6337                         sds->local = sg;
6338                         sgs = &sds->local_stat;
6339
6340                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
6341                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
6342                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
6343                 }
6344
6345                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
6346                                                 &overload);
6347
6348                 if (local_group)
6349                         goto next_group;
6350
6351                 /*
6352                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
6353                  * first, lower the sg capacity factor to one so that we'll try
6354                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
6355                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
6356                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity_factor. The
6357                  * extra check prevents the case where you always pull from the
6358                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
6359                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
6360                  */
6361                 if (prefer_sibling && sds->local &&
6362                     sds->local_stat.group_has_free_capacity) {
6363                         sgs->group_capacity_factor = min(sgs->group_capacity_factor, 1U);
6364                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
6365                 }
6366
6367                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
6368                         sds->busiest = sg;
6369                         sds->busiest_stat = *sgs;
6370                 }
6371
6372 next_group:
6373                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
6374                 sds->total_load += sgs->group_load;
6375                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
6376
6377                 sg = sg->next;
6378         } while (sg != env->sd->groups);
6379
6380         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
6381                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
6382
6383         if (!env->sd->parent) {
6384                 /* update overload indicator if we are at root domain */
6385                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
6386                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
6387         }
6388
6389 }
6390
6391 /**
6392  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
6393  *                      sched doman.
6394  *
6395  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
6396  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
6397  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
6398  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
6399  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
6400  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
6401  *
6402  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
6403  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
6404  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
6405  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
6406  * number.
6407  *
6408  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
6409  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
6410  *
6411  * @env: The load balancing environment.
6412  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
6413  */
6414 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6415 {
6416         int busiest_cpu;
6417
6418         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6419                 return 0;
6420
6421         if (!sds->busiest)
6422                 return 0;
6423
6424         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
6425         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
6426                 return 0;
6427
6428         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
6429                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
6430                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
6431
6432         return 1;
6433 }
6434
6435 /**
6436  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
6437  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
6438  *                      load balancing.
6439  * @env: The load balancing environment.
6440  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6441  */
6442 static inline
6443 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6444 {
6445         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
6446         unsigned int imbn = 2;
6447         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
6448         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6449
6450         local = &sds->local_stat;
6451         busiest = &sds->busiest_stat;
6452
6453         if (!local->sum_nr_running)
6454                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
6455         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
6456                 imbn = 1;
6457
6458         scaled_busy_load_per_task =
6459                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6460                 busiest->group_capacity;
6461
6462         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
6463             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
6464                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6465                 return;
6466         }
6467
6468         /*
6469          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
6470          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
6471          * moving them.
6472          */
6473
6474         capa_now += busiest->group_capacity *
6475                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
6476         capa_now += local->group_capacity *
6477                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
6478         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6479
6480         /* Amount of load we'd subtract */
6481         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
6482                 capa_move += busiest->group_capacity *
6483                             min(busiest->load_per_task,
6484                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
6485         }
6486
6487         /* Amount of load we'd add */
6488         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
6489             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
6490                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
6491                       local->group_capacity;
6492         } else {
6493                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6494                       local->group_capacity;
6495         }
6496         capa_move += local->group_capacity *
6497                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
6498         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6499
6500         /* Move if we gain throughput */
6501         if (capa_move > capa_now)
6502                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6503 }
6504
6505 /**
6506  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
6507  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
6508  * @env: load balance environment
6509  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6510  */
6511 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6512 {
6513         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
6514         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6515
6516         local = &sds->local_stat;
6517         busiest = &sds->busiest_stat;
6518
6519         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
6520                 /*
6521                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
6522                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
6523                  */
6524                 busiest->load_per_task =
6525                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
6526         }
6527
6528         /*
6529          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
6530          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
6531          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
6532          */
6533         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
6534             local->avg_load >= sds->avg_load) {
6535                 env->imbalance = 0;
6536                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6537         }
6538
6539         /*
6540          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
6541          */
6542         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
6543             local->group_type   == group_overloaded) {
6544                 load_above_capacity =
6545                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity_factor);
6546
6547                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_CAPACITY_SCALE);
6548                 load_above_capacity /= busiest->group_capacity;
6549         }
6550
6551         /*
6552          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
6553          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
6554          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
6555          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
6556          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
6557          * for the minimum possible imbalance.
6558          */
6559         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
6560
6561         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
6562         env->imbalance = min(
6563                 max_pull * busiest->group_capacity,
6564                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
6565         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
6566
6567         /*
6568          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
6569          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
6570          * a think about bumping its value to force at least one task to be
6571          * moved
6572          */
6573         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
6574                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6575 }
6576
6577 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
6578
6579 /**
6580  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
6581  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
6582  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
6583  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
6584  * such a group exists.
6585  *
6586  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
6587  * to restore balance.
6588  *
6589  * @env: The load balancing environment.
6590  *
6591  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
6592  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
6593  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
6594  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
6595  */
6596 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
6597 {
6598         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6599         struct sd_lb_stats sds;
6600
6601         init_sd_lb_stats(&sds);
6602
6603         /*
6604          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
6605          * this level.
6606          */
6607         update_sd_lb_stats(env, &sds);
6608         local = &sds.local_stat;
6609         busiest = &sds.busiest_stat;
6610
6611         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
6612             check_asym_packing(env, &sds))
6613                 return sds.busiest;
6614
6615         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
6616         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
6617                 goto out_balanced;
6618
6619         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
6620                                                 / sds.total_capacity;
6621
6622         /*
6623          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
6624          * work because they assume all things are equal, which typically
6625          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
6626          */
6627         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
6628                 goto force_balance;
6629
6630         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
6631         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_free_capacity &&
6632             !busiest->group_has_free_capacity)
6633                 goto force_balance;
6634
6635         /*
6636          * If the local group is busier than the selected busiest group
6637          * don't try and pull any tasks.
6638          */
6639         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
6640                 goto out_balanced;
6641
6642         /*
6643          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
6644          * average load.
6645          */
6646         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
6647                 goto out_balanced;
6648
6649         if (env->idle == CPU_IDLE) {
6650                 /*
6651                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
6652                  * and there is no imbalance between this and busiest group
6653                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
6654                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
6655                  * might end up to just move the imbalance on another group
6656                  */
6657                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
6658                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
6659                         goto out_balanced;
6660         } else {
6661                 /*
6662                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
6663                  * imbalance_pct to be conservative.
6664                  */
6665                 if (100 * busiest->avg_load <=
6666                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
6667                         goto out_balanced;
6668         }
6669
6670 force_balance:
6671         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
6672         calculate_imbalance(env, &sds);
6673         return sds.busiest;
6674
6675 out_balanced:
6676         env->imbalance = 0;
6677         return NULL;
6678 }
6679
6680 /*
6681  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
6682  */
6683 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
6684                                      struct sched_group *group)
6685 {
6686         struct rq *busiest = NULL, *rq;
6687         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
6688         int i;
6689
6690         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6691                 unsigned long capacity, capacity_factor, wl;
6692                 enum fbq_type rt;
6693
6694                 rq = cpu_rq(i);
6695                 rt = fbq_classify_rq(rq);
6696
6697                 /*
6698                  * We classify groups/runqueues into three groups:
6699                  *  - regular: there are !numa tasks
6700                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
6701                  *  - all:     there is no distinction
6702                  *
6703                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
6704                  * ignore those when there's better options.
6705                  *
6706                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
6707                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
6708                  * queue by moving tasks around inside the node.
6709                  *
6710                  * If we cannot move enough load due to this classification
6711                  * the next pass will adjust the group classification and
6712                  * allow migration of more tasks.
6713                  *
6714                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
6715                  */
6716                 if (rt > env->fbq_type)
6717                         continue;
6718
6719                 capacity = capacity_of(i);
6720                 capacity_factor = DIV_ROUND_CLOSEST(capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE);
6721                 if (!capacity_factor)
6722                         capacity_factor = fix_small_capacity(env->sd, group);
6723
6724                 wl = weighted_cpuload(i);
6725
6726                 /*
6727                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
6728                  * which is not scaled with the cpu capacity.
6729                  */
6730                 if (capacity_factor && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
6731                         continue;
6732
6733                 /*
6734                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6735                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
6736                  * that the load can be moved away from the cpu that is
6737                  * potentially running at a lower capacity.
6738                  *
6739                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
6740                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6741                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
6742                  * our previous maximum.
6743                  */
6744                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
6745                         busiest_load = wl;
6746                         busiest_capacity = capacity;
6747                         busiest = rq;
6748                 }
6749         }
6750
6751         return busiest;
6752 }
6753
6754 /*
6755  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6756  * so long as it is large enough.
6757  */
6758 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6759
6760 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6761 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6762
6763 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6764 {
6765         struct sched_domain *sd = env->sd;
6766
6767         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6768
6769                 /*
6770                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6771                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6772                  * lowest numbered CPUs.
6773                  */
6774                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6775                         return 1;
6776         }
6777
6778         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6779 }
6780
6781 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6782
6783 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6784 {
6785         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6786         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6787         int cpu, balance_cpu = -1;
6788
6789         /*
6790          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6791          * to do the newly idle load balance.
6792          */
6793         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6794                 return 1;
6795
6796         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6797         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6798         /* Try to find first idle cpu */
6799         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6800                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6801                         continue;
6802
6803                 balance_cpu = cpu;
6804                 break;
6805         }
6806
6807         if (balance_cpu == -1)
6808                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6809
6810         /*
6811          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6812          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6813          */
6814         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6815 }
6816
6817 /*
6818  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6819  * tasks if there is an imbalance.
6820  */
6821 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6822                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6823                         int *continue_balancing)
6824 {
6825         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6826         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6827         struct sched_group *group;
6828         struct rq *busiest;
6829         unsigned long flags;
6830         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
6831
6832         struct lb_env env = {
6833                 .sd             = sd,
6834                 .dst_cpu        = this_cpu,
6835                 .dst_rq         = this_rq,
6836                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6837                 .idle           = idle,
6838                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6839                 .cpus           = cpus,
6840                 .fbq_type       = all,
6841                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
6842         };
6843
6844         /*
6845          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6846          * other cpus in our group
6847          */
6848         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6849                 env.dst_grpmask = NULL;
6850
6851         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6852
6853         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6854
6855 redo:
6856         if (!should_we_balance(&env)) {
6857                 *continue_balancing = 0;
6858                 goto out_balanced;
6859         }
6860
6861         group = find_busiest_group(&env);
6862         if (!group) {
6863                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6864                 goto out_balanced;
6865         }
6866
6867         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6868         if (!busiest) {
6869                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6870                 goto out_balanced;
6871         }
6872
6873         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6874
6875         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6876
6877         ld_moved = 0;
6878         if (busiest->nr_running > 1) {
6879                 /*
6880                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6881                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6882                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6883                  * correctly treated as an imbalance.
6884                  */
6885                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6886                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6887                 env.src_rq    = busiest;
6888                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6889
6890 more_balance:
6891                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6892
6893                 /*
6894                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6895                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6896                  */
6897                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
6898
6899                 /*
6900                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
6901                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
6902                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
6903                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
6904                  * See task_rq_lock() family for the details.
6905                  */
6906
6907                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
6908
6909                 if (cur_ld_moved) {
6910                         attach_tasks(&env);
6911                         ld_moved += cur_ld_moved;
6912                 }
6913
6914                 local_irq_restore(flags);
6915
6916                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6917                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6918                         goto more_balance;
6919                 }
6920
6921                 /*
6922                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6923                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6924                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6925                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6926                  * sched_group.
6927                  *
6928                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6929                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6930                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6931                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6932                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6933                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6934                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6935                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6936                  * This however should not happen so much in practice and
6937                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6938                  * excess load moved.
6939                  */
6940                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6941
6942                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6943                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6944
6945                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6946                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6947                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6948                         env.loop         = 0;
6949                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6950
6951                         /*
6952                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6953                          * need to continue with same src_cpu.
6954                          */
6955                         goto more_balance;
6956                 }
6957
6958                 /*
6959                  * We failed to reach balance because of affinity.
6960                  */
6961                 if (sd_parent) {
6962                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
6963
6964                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
6965                                 *group_imbalance = 1;
6966                 }
6967
6968                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6969                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6970                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6971                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6972                                 env.loop = 0;
6973                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6974                                 goto redo;
6975                         }
6976                         goto out_all_pinned;
6977                 }
6978         }
6979
6980         if (!ld_moved) {
6981                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
6982                 /*
6983                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
6984                  * We do not want newidle balance, which can be very
6985                  * frequent, pollute the failure counter causing
6986                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
6987                  */
6988                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
6989                         sd->nr_balance_failed++;
6990
6991                 if (need_active_balance(&env)) {
6992                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6993
6994                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
6995                          * if the curr task on busiest cpu can't be
6996                          * moved to this_cpu
6997                          */
6998                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
6999                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
7000                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
7001                                                             flags);
7002                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
7003                                 goto out_one_pinned;
7004                         }
7005
7006                         /*
7007                          * ->active_balance synchronizes accesses to
7008                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
7009                          * only after active load balance is finished.
7010                          */
7011                         if (!busiest->active_balance) {
7012                                 busiest->active_balance = 1;
7013                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
7014                                 active_balance = 1;
7015                         }
7016                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
7017
7018                         if (active_balance) {
7019                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
7020                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
7021                                         &busiest->active_balance_work);
7022                         }
7023
7024                         /*
7025                          * We've kicked active balancing, reset the failure
7026                          * counter.
7027                          */
7028                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
7029                 }
7030         } else
7031                 sd->nr_balance_failed = 0;
7032
7033         if (likely(!active_balance)) {
7034                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
7035                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
7036         } else {
7037                 /*
7038                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
7039                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
7040                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
7041                  * detach_tasks).
7042                  */
7043                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
7044                         sd->balance_interval *= 2;
7045         }
7046
7047         goto out;
7048
7049 out_balanced:
7050         /*
7051          * We reach balance although we may have faced some affinity
7052          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
7053          */
7054         if (sd_parent) {
7055                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
7056
7057                 if (*group_imbalance)
7058                         *group_imbalance = 0;
7059         }
7060
7061 out_all_pinned:
7062         /*
7063          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
7064          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
7065          * can try to migrate them.
7066          */
7067         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
7068
7069         sd->nr_balance_failed = 0;
7070
7071 out_one_pinned:
7072         /* tune up the balancing interval */
7073         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
7074                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
7075                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
7076                 sd->balance_interval *= 2;
7077
7078         ld_moved = 0;
7079 out:
7080         return ld_moved;
7081 }
7082
7083 static inline unsigned long
7084 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
7085 {
7086         unsigned long interval = sd->balance_interval;
7087
7088         if (cpu_busy)
7089                 interval *= sd->busy_factor;
7090
7091         /* scale ms to jiffies */
7092         interval = msecs_to_jiffies(interval);
7093         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7094
7095         return interval;
7096 }
7097
7098 static inline void
7099 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
7100 {
7101         unsigned long interval, next;
7102
7103         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
7104         next = sd->last_balance + interval;
7105
7106         if (time_after(*next_balance, next))
7107                 *next_balance = next;
7108 }
7109
7110 /*
7111  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
7112  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
7113  */
7114 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
7115 {
7116         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
7117         int this_cpu = this_rq->cpu;
7118         struct sched_domain *sd;
7119         int pulled_task = 0;
7120         u64 curr_cost = 0;
7121
7122         idle_enter_fair(this_rq);
7123
7124         /*
7125          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
7126          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
7127          */
7128         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
7129
7130         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
7131             !this_rq->rd->overload) {
7132                 rcu_read_lock();
7133                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
7134                 if (sd)
7135                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7136                 rcu_read_unlock();
7137
7138                 goto out;
7139         }
7140
7141         /*
7142          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
7143          */
7144         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
7145
7146         update_blocked_averages(this_cpu);
7147         rcu_read_lock();
7148         for_each_domain(this_cpu, sd) {
7149                 int continue_balancing = 1;
7150                 u64 t0, domain_cost;
7151
7152                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7153                         continue;
7154
7155                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
7156                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7157                         break;
7158                 }
7159
7160                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
7161                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
7162
7163                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
7164                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
7165                                                    &continue_balancing);
7166
7167                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
7168                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
7169                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
7170
7171                         curr_cost += domain_cost;
7172                 }
7173
7174                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7175
7176                 /*
7177                  * Stop searching for tasks to pull if there are
7178                  * now runnable tasks on this rq.
7179                  */
7180                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
7181                         break;
7182         }
7183         rcu_read_unlock();
7184
7185         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
7186
7187         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
7188                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
7189
7190         /*
7191          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
7192          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
7193          * pretend we pulled a task.
7194          */
7195         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
7196                 pulled_task = 1;
7197
7198 out:
7199         /* Move the next balance forward */
7200         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
7201                 this_rq->next_balance = next_balance;
7202
7203         /* Is there a task of a high priority class? */
7204         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
7205                 pulled_task = -1;
7206
7207         if (pulled_task) {
7208                 idle_exit_fair(this_rq);
7209                 this_rq->idle_stamp = 0;
7210         }
7211
7212         return pulled_task;
7213 }
7214
7215 /*
7216  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
7217  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
7218  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
7219  * avoids physical / logical imbalances.
7220  */
7221 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
7222 {
7223         struct rq *busiest_rq = data;
7224         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
7225         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
7226         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
7227         struct sched_domain *sd;
7228         struct task_struct *p = NULL;
7229
7230         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
7231
7232         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
7233         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
7234                      !busiest_rq->active_balance))
7235                 goto out_unlock;
7236
7237         /* Is there any task to move? */
7238         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
7239                 goto out_unlock;
7240
7241         /*
7242          * This condition is "impossible", if it occurs
7243          * we need to fix it. Originally reported by
7244          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
7245          */
7246         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
7247
7248         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
7249         rcu_read_lock();
7250         for_each_domain(target_cpu, sd) {
7251                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
7252                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
7253                                 break;
7254         }
7255
7256         if (likely(sd)) {
7257                 struct lb_env env = {
7258                         .sd             = sd,
7259                         .dst_cpu        = target_cpu,
7260                         .dst_rq         = target_rq,
7261                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
7262                         .src_rq         = busiest_rq,
7263                         .idle           = CPU_IDLE,
7264                 };
7265
7266                 schedstat_inc(sd, alb_count);
7267
7268                 p = detach_one_task(&env);
7269                 if (p)
7270                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
7271                 else
7272                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
7273         }
7274         rcu_read_unlock();
7275 out_unlock:
7276         busiest_rq->active_balance = 0;
7277         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
7278
7279         if (p)
7280                 attach_one_task(target_rq, p);
7281
7282         local_irq_enable();
7283
7284         return 0;
7285 }
7286
7287 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
7288 {
7289         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
7290 }
7291
7292 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7293 /*
7294  * idle load balancing details
7295  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
7296  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
7297  *   load balancing for all the idle CPUs.
7298  */
7299 static struct {
7300         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
7301         atomic_t nr_cpus;
7302         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
7303 } nohz ____cacheline_aligned;
7304
7305 static inline int find_new_ilb(void)
7306 {
7307         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
7308
7309         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
7310                 return ilb;
7311
7312         return nr_cpu_ids;
7313 }
7314
7315 /*
7316  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
7317  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
7318  * CPU (if there is one).
7319  */
7320 static void nohz_balancer_kick(void)
7321 {
7322         int ilb_cpu;
7323
7324         nohz.next_balance++;
7325
7326         ilb_cpu = find_new_ilb();
7327
7328         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
7329                 return;
7330
7331         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
7332                 return;
7333         /*
7334          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
7335          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
7336          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
7337          * will be run before returning from the IPI.
7338          */
7339         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
7340         return;
7341 }
7342
7343 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
7344 {
7345         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
7346                 /*
7347                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
7348                  */
7349                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
7350                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7351                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
7352                 }
7353                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7354         }
7355 }
7356
7357 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
7358 {
7359         struct sched_domain *sd;
7360         int cpu = smp_processor_id();
7361
7362         rcu_read_lock();
7363         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7364
7365         if (!sd || !sd->nohz_idle)
7366                 goto unlock;
7367         sd->nohz_idle = 0;
7368
7369         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7370 unlock:
7371         rcu_read_unlock();
7372 }
7373
7374 void set_cpu_sd_state_idle(void)
7375 {
7376         struct sched_domain *sd;
7377         int cpu = smp_processor_id();
7378
7379         rcu_read_lock();
7380         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7381
7382         if (!sd || sd->nohz_idle)
7383                 goto unlock;
7384         sd->nohz_idle = 1;
7385
7386         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7387 unlock:
7388         rcu_read_unlock();
7389 }
7390
7391 /*
7392  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
7393  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
7394  */
7395 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
7396 {
7397         /*
7398          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
7399          */
7400         if (!cpu_active(cpu))
7401                 return;
7402
7403         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
7404                 return;
7405
7406         /*
7407          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
7408          */
7409         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
7410                 return;
7411
7412         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7413         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
7414         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7415 }
7416
7417 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
7418                                         unsigned long action, void *hcpu)
7419 {
7420         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
7421         case CPU_DYING:
7422                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
7423                 return NOTIFY_OK;
7424         default:
7425                 return NOTIFY_DONE;
7426         }
7427 }
7428 #endif
7429
7430 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
7431
7432 /*
7433  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
7434  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
7435  */
7436 void update_max_interval(void)
7437 {
7438         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
7439 }
7440
7441 /*
7442  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
7443  * and initiates a balancing operation if so.
7444  *
7445  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
7446  */
7447 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
7448 {
7449         int continue_balancing = 1;
7450         int cpu = rq->cpu;
7451         unsigned long interval;
7452         struct sched_domain *sd;
7453         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
7454         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
7455         int update_next_balance = 0;
7456         int need_serialize, need_decay = 0;
7457         u64 max_cost = 0;
7458
7459         update_blocked_averages(cpu);
7460
7461         rcu_read_lock();
7462         for_each_domain(cpu, sd) {
7463                 /*
7464                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
7465                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
7466                  */
7467                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
7468                         sd->max_newidle_lb_cost =
7469                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
7470                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
7471                         need_decay = 1;
7472                 }
7473                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
7474
7475                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7476                         continue;
7477
7478                 /*
7479                  * Stop the load balance at this level. There is another
7480                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
7481                  * actively.
7482                  */
7483                 if (!continue_balancing) {
7484                         if (need_decay)
7485                                 continue;
7486                         break;
7487                 }
7488
7489                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7490
7491                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
7492                 if (need_serialize) {
7493                         if (!spin_trylock(&balancing))
7494                                 goto out;
7495                 }
7496
7497                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
7498                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
7499                                 /*
7500                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
7501                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
7502                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
7503                                  */
7504                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7505                         }
7506                         sd->last_balance = jiffies;
7507                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7508                 }
7509                 if (need_serialize)
7510                         spin_unlock(&balancing);
7511 out:
7512                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
7513                         next_balance = sd->last_balance + interval;
7514                         update_next_balance = 1;
7515                 }
7516         }
7517         if (need_decay) {
7518                 /*
7519                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
7520                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
7521                  */
7522                 rq->max_idle_balance_cost =
7523                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
7524         }
7525         rcu_read_unlock();
7526
7527         /*
7528          * next_balance will be updated only when there is a need.
7529          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
7530          * updated.
7531          */
7532         if (likely(update_next_balance))
7533                 rq->next_balance = next_balance;
7534 }
7535
7536 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7537 /*
7538  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
7539  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
7540  */
7541 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
7542 {
7543         int this_cpu = this_rq->cpu;
7544         struct rq *rq;
7545         int balance_cpu;
7546
7547         if (idle != CPU_IDLE ||
7548             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
7549                 goto end;
7550
7551         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
7552                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
7553                         continue;
7554
7555                 /*
7556                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
7557                  * work being done for other cpus. Next load
7558                  * balancing owner will pick it up.
7559                  */
7560                 if (need_resched())
7561                         break;
7562
7563                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
7564
7565                 /*
7566                  * If time for next balance is due,
7567                  * do the balance.
7568                  */
7569                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
7570                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7571                         update_rq_clock(rq);
7572                         update_idle_cpu_load(rq);
7573                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7574                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
7575                 }
7576
7577                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
7578                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
7579         }
7580         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
7581 end:
7582         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
7583 }
7584
7585 /*
7586  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
7587  * of an idle cpu is the system.
7588  *   - This rq has more than one task.
7589  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
7590  *     busy cpu's exceeding the group's capacity.
7591  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
7592  *     domain span are idle.
7593  */
7594 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq)
7595 {
7596         unsigned long now = jiffies;
7597         struct sched_domain *sd;
7598         struct sched_group_capacity *sgc;
7599         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
7600
7601         if (unlikely(rq->idle_balance))
7602                 return 0;
7603
7604        /*
7605         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
7606         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
7607         */
7608         set_cpu_sd_state_busy();
7609         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7610
7611         /*
7612          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
7613          * balancing.
7614          */
7615         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
7616                 return 0;
7617
7618         if (time_before(now, nohz.next_balance))
7619                 return 0;
7620
7621         if (rq->nr_running >= 2)
7622                 goto need_kick;
7623
7624         rcu_read_lock();
7625         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7626
7627         if (sd) {
7628                 sgc = sd->groups->sgc;
7629                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
7630
7631                 if (nr_busy > 1)
7632                         goto need_kick_unlock;
7633         }
7634
7635         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
7636
7637         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
7638                                   sched_domain_span(sd)) < cpu))
7639                 goto need_kick_unlock;
7640
7641         rcu_read_unlock();
7642         return 0;
7643
7644 need_kick_unlock:
7645         rcu_read_unlock();
7646 need_kick:
7647         return 1;
7648 }
7649 #else
7650 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
7651 #endif
7652
7653 /*
7654  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
7655  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
7656  */
7657 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
7658 {
7659         struct rq *this_rq = this_rq();
7660         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
7661                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7662
7663         rebalance_domains(this_rq, idle);
7664
7665         /*
7666          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
7667          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
7668          * stopped.
7669          */
7670         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
7671 }
7672
7673 /*
7674  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
7675  */
7676 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
7677 {
7678         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
7679         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
7680                 return;
7681
7682         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
7683                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
7684 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7685         if (nohz_kick_needed(rq))
7686                 nohz_balancer_kick();
7687 #endif
7688 }
7689
7690 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
7691 {
7692         update_sysctl();
7693
7694         update_runtime_enabled(rq);
7695 }
7696
7697 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
7698 {
7699         update_sysctl();
7700
7701         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
7702         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
7703 }
7704
7705 #endif /* CONFIG_SMP */
7706
7707 /*
7708  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
7709  */
7710 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
7711 {
7712         struct cfs_rq *cfs_rq;
7713         struct sched_entity *se = &curr->se;
7714
7715         for_each_sched_entity(se) {
7716                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7717                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
7718         }
7719
7720         if (numabalancing_enabled)
7721                 task_tick_numa(rq, curr);
7722
7723         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
7724 }
7725
7726 /*
7727  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
7728  *  - child not yet on the tasklist
7729  *  - preemption disabled
7730  */
7731 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
7732 {
7733         struct cfs_rq *cfs_rq;
7734         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
7735         int this_cpu = smp_processor_id();
7736         struct rq *rq = this_rq();
7737         unsigned long flags;
7738
7739         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7740
7741         update_rq_clock(rq);
7742
7743         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
7744         curr = cfs_rq->curr;
7745
7746         /*
7747          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
7748          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
7749          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
7750          * of child point to valid ones.
7751          */
7752         rcu_read_lock();
7753         __set_task_cpu(p, this_cpu);
7754         rcu_read_unlock();
7755
7756         update_curr(cfs_rq);
7757
7758         if (curr)
7759                 se->vruntime = curr->vruntime;
7760         place_entity(cfs_rq, se, 1);
7761
7762         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
7763                 /*
7764                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
7765                  * 'current' within the tree based on its new key value.
7766                  */
7767                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
7768                 resched_curr(rq);
7769         }
7770
7771         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7772
7773         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7774 }
7775
7776 /*
7777  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
7778  * the current task.
7779  */
7780 static void
7781 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
7782 {
7783         if (!task_on_rq_queued(p))
7784                 return;
7785
7786         /*
7787          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
7788          * our priority decreased, or if we are not currently running on
7789          * this runqueue and our priority is higher than the current's
7790          */
7791         if (rq->curr == p) {
7792                 if (p->prio > oldprio)
7793                         resched_curr(rq);
7794         } else
7795                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7796 }
7797
7798 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7799 {
7800         struct sched_entity *se = &p->se;
7801         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7802
7803         /*
7804          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when it's
7805          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
7806          * do the right thing.
7807          *
7808          * If it's queued, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
7809          * have normalized the vruntime, if it's !queued, then only when
7810          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
7811          */
7812         if (!task_on_rq_queued(p) && p->state != TASK_RUNNING) {
7813                 /*
7814                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
7815                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
7816                  */
7817                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
7818                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7819         }
7820
7821 #ifdef CONFIG_SMP
7822         /*
7823         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
7824         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
7825         * switch back.
7826         */
7827         if (se->avg.decay_count) {
7828                 __synchronize_entity_decay(se);
7829                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
7830         }
7831 #endif
7832 }
7833
7834 /*
7835  * We switched to the sched_fair class.
7836  */
7837 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7838 {
7839 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7840         struct sched_entity *se = &p->se;
7841         /*
7842          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
7843          * class maintain depth value), reset depth properly.
7844          */
7845         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7846 #endif
7847         if (!task_on_rq_queued(p))
7848                 return;
7849
7850         /*
7851          * We were most likely switched from sched_rt, so
7852          * kick off the schedule if running, otherwise just see
7853          * if we can still preempt the current task.
7854          */
7855         if (rq->curr == p)
7856                 resched_curr(rq);
7857         else
7858                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7859 }
7860
7861 /* Account for a task changing its policy or group.
7862  *
7863  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
7864  * migrates between groups/classes.
7865  */
7866 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
7867 {
7868         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
7869
7870         for_each_sched_entity(se) {
7871                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7872
7873                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7874                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
7875                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
7876         }
7877 }
7878
7879 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7880 {
7881         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7882         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7883 #ifndef CONFIG_64BIT
7884         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7885 #endif
7886 #ifdef CONFIG_SMP
7887         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
7888         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
7889 #endif
7890 }
7891
7892 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7893 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int queued)
7894 {
7895         struct sched_entity *se = &p->se;
7896         struct cfs_rq *cfs_rq;
7897
7898         /*
7899          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7900          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7901          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7902          * bonus in place_entity()).
7903          *
7904          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7905          * ->vruntime to a relative base.
7906          *
7907          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7908          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7909          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7910          */
7911         /*
7912          * When !queued, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7913          * But there are some cases where it has already been normalized:
7914          *
7915          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7916          *   wake_up_new_task().
7917          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7918          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7919          *
7920          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7921          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7922          */
7923         if (!queued && (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7924                 queued = 1;
7925
7926         if (!queued)
7927                 se->vruntime -= cfs_rq_of(se)->min_vruntime;
7928         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7929         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7930         if (!queued) {
7931                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7932                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7933 #ifdef CONFIG_SMP
7934                 /*
7935                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
7936                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
7937                  * decay.
7938                  */
7939                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
7940                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
7941 #endif
7942         }
7943 }
7944
7945 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
7946 {
7947         int i;
7948
7949         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7950
7951         for_each_possible_cpu(i) {
7952                 if (tg->cfs_rq)
7953                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
7954                 if (tg->se)
7955                         kfree(tg->se[i]);
7956         }
7957
7958         kfree(tg->cfs_rq);
7959         kfree(tg->se);
7960 }
7961
7962 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7963 {
7964         struct cfs_rq *cfs_rq;
7965         struct sched_entity *se;
7966         int i;
7967
7968         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7969         if (!tg->cfs_rq)
7970                 goto err;
7971         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7972         if (!tg->se)
7973                 goto err;
7974
7975         tg->shares = NICE_0_LOAD;
7976
7977         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7978
7979         for_each_possible_cpu(i) {
7980                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
7981                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7982                 if (!cfs_rq)
7983                         goto err;
7984
7985                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
7986                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7987                 if (!se)
7988                         goto err_free_rq;
7989
7990                 init_cfs_rq(cfs_rq);
7991                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
7992         }
7993
7994         return 1;
7995
7996 err_free_rq:
7997         kfree(cfs_rq);
7998 err:
7999         return 0;
8000 }
8001
8002 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
8003 {
8004         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8005         unsigned long flags;
8006
8007         /*
8008         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
8009         * check on_list without danger of it being re-added.
8010         */
8011         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
8012                 return;
8013
8014         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8015         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
8016         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8017 }
8018
8019 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
8020                         struct sched_entity *se, int cpu,
8021                         struct sched_entity *parent)
8022 {
8023         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8024
8025         cfs_rq->tg = tg;
8026         cfs_rq->rq = rq;
8027         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
8028
8029         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
8030         tg->se[cpu] = se;
8031
8032         /* se could be NULL for root_task_group */
8033         if (!se)
8034                 return;
8035
8036         if (!parent) {
8037                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
8038                 se->depth = 0;
8039         } else {
8040                 se->cfs_rq = parent->my_q;
8041                 se->depth = parent->depth + 1;
8042         }
8043
8044         se->my_q = cfs_rq;
8045         /* guarantee group entities always have weight */
8046         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
8047         se->parent = parent;
8048 }
8049
8050 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
8051
8052 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
8053 {
8054         int i;
8055         unsigned long flags;
8056
8057         /*
8058          * We can't change the weight of the root cgroup.
8059          */
8060         if (!tg->se[0])
8061                 return -EINVAL;
8062
8063         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
8064
8065         mutex_lock(&shares_mutex);
8066         if (tg->shares == shares)
8067                 goto done;
8068
8069         tg->shares = shares;
8070         for_each_possible_cpu(i) {
8071                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8072                 struct sched_entity *se;
8073
8074                 se = tg->se[i];
8075                 /* Propagate contribution to hierarchy */
8076                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8077
8078                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
8079                 update_rq_clock(rq);
8080                 for_each_sched_entity(se)
8081                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
8082                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8083         }
8084
8085 done:
8086         mutex_unlock(&shares_mutex);
8087         return 0;
8088 }
8089 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8090
8091 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
8092
8093 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8094 {
8095         return 1;
8096 }
8097
8098 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
8099
8100 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8101
8102
8103 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
8104 {
8105         struct sched_entity *se = &task->se;
8106         unsigned int rr_interval = 0;
8107
8108         /*
8109          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
8110          * idle runqueue:
8111          */
8112         if (rq->cfs.load.weight)
8113                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
8114
8115         return rr_interval;
8116 }
8117
8118 /*
8119  * All the scheduling class methods:
8120  */
8121 const struct sched_class fair_sched_class = {
8122         .next                   = &idle_sched_class,
8123         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
8124         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
8125         .yield_task             = yield_task_fair,
8126         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
8127
8128         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
8129
8130         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
8131         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
8132
8133 #ifdef CONFIG_SMP
8134         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
8135         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
8136
8137         .rq_online              = rq_online_fair,
8138         .rq_offline             = rq_offline_fair,
8139
8140         .task_waking            = task_waking_fair,
8141 #endif
8142
8143         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
8144         .task_tick              = task_tick_fair,
8145         .task_fork              = task_fork_fair,
8146
8147         .prio_changed           = prio_changed_fair,
8148         .switched_from          = switched_from_fair,
8149         .switched_to            = switched_to_fair,
8150
8151         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
8152
8153         .update_curr            = update_curr_fair,
8154
8155 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8156         .task_move_group        = task_move_group_fair,
8157 #endif
8158 };
8159
8160 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8161 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
8162 {
8163         struct cfs_rq *cfs_rq;
8164
8165         rcu_read_lock();
8166         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
8167                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
8168         rcu_read_unlock();
8169 }
8170 #endif
8171
8172 __init void init_sched_fair_class(void)
8173 {
8174 #ifdef CONFIG_SMP
8175         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
8176
8177 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8178         nohz.next_balance = jiffies;
8179         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
8180         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
8181 #endif
8182 #endif /* SMP */
8183
8184 }