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