Merge remote-tracking branches 'asoc/fix/adsp', 'asoc/fix/arizona', 'asoc/fix/atmel...
[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/slab.h>
27 #include <linux/profile.h>
28 #include <linux/interrupt.h>
29 #include <linux/mempolicy.h>
30 #include <linux/migrate.h>
31 #include <linux/task_work.h>
32
33 #include <trace/events/sched.h>
34
35 #include "sched.h"
36
37 /*
38  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
39  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
40  *
41  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
42  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
43  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
44  * based scheduling concepts.
45  *
46  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
47  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
48  */
49 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
50 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51
52 /*
53  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
54  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
55  *
56  * Options are:
57  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
58  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
60  */
61 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
62         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
63
64 /*
65  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
66  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
69 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70
71 /*
72  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
73  */
74 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
75
76 /*
77  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
78  * parent will (try to) run first.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
81
82 /*
83  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
84  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
85  *
86  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
87  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
88  * have immediate wakeup/sleep latencies.
89  */
90 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
91 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92
93 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
94
95 /*
96  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
97  * distribution.
98  * (default: 10msec)
99  */
100 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
101
102 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
103 /*
104  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
105  * each time a cfs_rq requests quota.
106  *
107  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
108  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
109  * we will always only issue the remaining available time.
110  *
111  * default: 5 msec, units: microseconds
112   */
113 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
114 #endif
115
116 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
117 {
118         lw->weight += inc;
119         lw->inv_weight = 0;
120 }
121
122 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
123 {
124         lw->weight -= dec;
125         lw->inv_weight = 0;
126 }
127
128 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
129 {
130         lw->weight = w;
131         lw->inv_weight = 0;
132 }
133
134 /*
135  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
136  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
137  * to users decreases. But the relationship is not linear,
138  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
139  * number of CPUs.
140  *
141  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
142  */
143 static int get_update_sysctl_factor(void)
144 {
145         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
146         unsigned int factor;
147
148         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
149         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
150                 factor = 1;
151                 break;
152         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
153                 factor = cpus;
154                 break;
155         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
156         default:
157                 factor = 1 + ilog2(cpus);
158                 break;
159         }
160
161         return factor;
162 }
163
164 static void update_sysctl(void)
165 {
166         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
167
168 #define SET_SYSCTL(name) \
169         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
170         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
171         SET_SYSCTL(sched_latency);
172         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
173 #undef SET_SYSCTL
174 }
175
176 void sched_init_granularity(void)
177 {
178         update_sysctl();
179 }
180
181 #if BITS_PER_LONG == 32
182 # define WMULT_CONST    (~0UL)
183 #else
184 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
185 #endif
186
187 #define WMULT_SHIFT     32
188
189 /*
190  * Shift right and round:
191  */
192 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
193
194 /*
195  * delta *= weight / lw
196  */
197 static unsigned long
198 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
199                 struct load_weight *lw)
200 {
201         u64 tmp;
202
203         /*
204          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
205          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
206          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
207          */
208         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
209                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
210         else
211                 tmp = (u64)delta_exec;
212
213         if (!lw->inv_weight) {
214                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
215
216                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
217                         lw->inv_weight = 1;
218                 else if (unlikely(!w))
219                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
220                 else
221                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
222         }
223
224         /*
225          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
226          */
227         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
228                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
229                         WMULT_SHIFT/2);
230         else
231                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
232
233         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
234 }
235
236
237 const struct sched_class fair_sched_class;
238
239 /**************************************************************
240  * CFS operations on generic schedulable entities:
241  */
242
243 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
244
245 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
246 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
247 {
248         return cfs_rq->rq;
249 }
250
251 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
252 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
253
254 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
255 {
256 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
257         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
258 #endif
259         return container_of(se, struct task_struct, se);
260 }
261
262 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
263 #define for_each_sched_entity(se) \
264                 for (; se; se = se->parent)
265
266 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
267 {
268         return p->se.cfs_rq;
269 }
270
271 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
272 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
273 {
274         return se->cfs_rq;
275 }
276
277 /* runqueue "owned" by this group */
278 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
279 {
280         return grp->my_q;
281 }
282
283 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
284                                        int force_update);
285
286 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
287 {
288         if (!cfs_rq->on_list) {
289                 /*
290                  * Ensure we either appear before our parent (if already
291                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
292                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
293                  * reduces this to two cases.
294                  */
295                 if (cfs_rq->tg->parent &&
296                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
297                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
298                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
299                 } else {
300                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
301                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
302                 }
303
304                 cfs_rq->on_list = 1;
305                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
306                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
307         }
308 }
309
310 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
311 {
312         if (cfs_rq->on_list) {
313                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
314                 cfs_rq->on_list = 0;
315         }
316 }
317
318 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
319 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
320         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
321
322 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
323 static inline int
324 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
325 {
326         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
327                 return 1;
328
329         return 0;
330 }
331
332 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
333 {
334         return se->parent;
335 }
336
337 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
338 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
339 {
340         int depth = 0;
341
342         for_each_sched_entity(se)
343                 depth++;
344
345         return depth;
346 }
347
348 static void
349 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
350 {
351         int se_depth, pse_depth;
352
353         /*
354          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
355          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
356          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
357          * parent.
358          */
359
360         /* First walk up until both entities are at same depth */
361         se_depth = depth_se(*se);
362         pse_depth = depth_se(*pse);
363
364         while (se_depth > pse_depth) {
365                 se_depth--;
366                 *se = parent_entity(*se);
367         }
368
369         while (pse_depth > se_depth) {
370                 pse_depth--;
371                 *pse = parent_entity(*pse);
372         }
373
374         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
375                 *se = parent_entity(*se);
376                 *pse = parent_entity(*pse);
377         }
378 }
379
380 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
381
382 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
383 {
384         return container_of(se, struct task_struct, se);
385 }
386
387 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
388 {
389         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
390 }
391
392 #define entity_is_task(se)      1
393
394 #define for_each_sched_entity(se) \
395                 for (; se; se = NULL)
396
397 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
398 {
399         return &task_rq(p)->cfs;
400 }
401
402 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
403 {
404         struct task_struct *p = task_of(se);
405         struct rq *rq = task_rq(p);
406
407         return &rq->cfs;
408 }
409
410 /* runqueue "owned" by this group */
411 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
412 {
413         return NULL;
414 }
415
416 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
417 {
418 }
419
420 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
421 {
422 }
423
424 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
425                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
426
427 static inline int
428 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
429 {
430         return 1;
431 }
432
433 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
434 {
435         return NULL;
436 }
437
438 static inline void
439 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
440 {
441 }
442
443 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
444
445 static __always_inline
446 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec);
447
448 /**************************************************************
449  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
450  */
451
452 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
453 {
454         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
455         if (delta > 0)
456                 max_vruntime = vruntime;
457
458         return max_vruntime;
459 }
460
461 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
462 {
463         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
464         if (delta < 0)
465                 min_vruntime = vruntime;
466
467         return min_vruntime;
468 }
469
470 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
471                                 struct sched_entity *b)
472 {
473         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
474 }
475
476 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
477 {
478         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
479
480         if (cfs_rq->curr)
481                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
482
483         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
484                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
485                                                    struct sched_entity,
486                                                    run_node);
487
488                 if (!cfs_rq->curr)
489                         vruntime = se->vruntime;
490                 else
491                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
492         }
493
494         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
495         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
496 #ifndef CONFIG_64BIT
497         smp_wmb();
498         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
499 #endif
500 }
501
502 /*
503  * Enqueue an entity into the rb-tree:
504  */
505 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
506 {
507         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
508         struct rb_node *parent = NULL;
509         struct sched_entity *entry;
510         int leftmost = 1;
511
512         /*
513          * Find the right place in the rbtree:
514          */
515         while (*link) {
516                 parent = *link;
517                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
518                 /*
519                  * We dont care about collisions. Nodes with
520                  * the same key stay together.
521                  */
522                 if (entity_before(se, entry)) {
523                         link = &parent->rb_left;
524                 } else {
525                         link = &parent->rb_right;
526                         leftmost = 0;
527                 }
528         }
529
530         /*
531          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
532          * used):
533          */
534         if (leftmost)
535                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
536
537         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
538         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
539 }
540
541 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
542 {
543         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
544                 struct rb_node *next_node;
545
546                 next_node = rb_next(&se->run_node);
547                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
548         }
549
550         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
551 }
552
553 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
554 {
555         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
556
557         if (!left)
558                 return NULL;
559
560         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
561 }
562
563 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
564 {
565         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
566
567         if (!next)
568                 return NULL;
569
570         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
571 }
572
573 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
574 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
575 {
576         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
577
578         if (!last)
579                 return NULL;
580
581         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
582 }
583
584 /**************************************************************
585  * Scheduling class statistics methods:
586  */
587
588 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
589                 void __user *buffer, size_t *lenp,
590                 loff_t *ppos)
591 {
592         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
593         int factor = get_update_sysctl_factor();
594
595         if (ret || !write)
596                 return ret;
597
598         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
599                                         sysctl_sched_min_granularity);
600
601 #define WRT_SYSCTL(name) \
602         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
603         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
604         WRT_SYSCTL(sched_latency);
605         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
606 #undef WRT_SYSCTL
607
608         return 0;
609 }
610 #endif
611
612 /*
613  * delta /= w
614  */
615 static inline unsigned long
616 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
617 {
618         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
619                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
620
621         return delta;
622 }
623
624 /*
625  * The idea is to set a period in which each task runs once.
626  *
627  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
628  * this period because otherwise the slices get too small.
629  *
630  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
631  */
632 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
633 {
634         u64 period = sysctl_sched_latency;
635         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
636
637         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
638                 period = sysctl_sched_min_granularity;
639                 period *= nr_running;
640         }
641
642         return period;
643 }
644
645 /*
646  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
647  * proportional to the weight.
648  *
649  * s = p*P[w/rw]
650  */
651 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
652 {
653         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
654
655         for_each_sched_entity(se) {
656                 struct load_weight *load;
657                 struct load_weight lw;
658
659                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
660                 load = &cfs_rq->load;
661
662                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
663                         lw = cfs_rq->load;
664
665                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
666                         load = &lw;
667                 }
668                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
669         }
670         return slice;
671 }
672
673 /*
674  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
675  *
676  * vs = s/w
677  */
678 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
679 {
680         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
681 }
682
683 #ifdef CONFIG_SMP
684 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
685
686 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
687
688 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
689 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
690 {
691         u32 slice;
692
693         p->se.avg.decay_count = 0;
694         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
695         p->se.avg.runnable_avg_sum = slice;
696         p->se.avg.runnable_avg_period = slice;
697         __update_task_entity_contrib(&p->se);
698 }
699 #else
700 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
701 {
702 }
703 #endif
704
705 /*
706  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
707  * are not in our scheduling class.
708  */
709 static inline void
710 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
711               unsigned long delta_exec)
712 {
713         unsigned long delta_exec_weighted;
714
715         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
716                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
717
718         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
719         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
720         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
721
722         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
723         update_min_vruntime(cfs_rq);
724 }
725
726 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
727 {
728         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
729         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
730         unsigned long delta_exec;
731
732         if (unlikely(!curr))
733                 return;
734
735         /*
736          * Get the amount of time the current task was running
737          * since the last time we changed load (this cannot
738          * overflow on 32 bits):
739          */
740         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
741         if (!delta_exec)
742                 return;
743
744         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
745         curr->exec_start = now;
746
747         if (entity_is_task(curr)) {
748                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
749
750                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
751                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
752                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
753         }
754
755         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
756 }
757
758 static inline void
759 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
760 {
761         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
762 }
763
764 /*
765  * Task is being enqueued - update stats:
766  */
767 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
768 {
769         /*
770          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
771          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
772          */
773         if (se != cfs_rq->curr)
774                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
775 }
776
777 static void
778 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
779 {
780         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
781                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
782         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
783         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
784                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
785 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
786         if (entity_is_task(se)) {
787                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
788                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
789         }
790 #endif
791         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
792 }
793
794 static inline void
795 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
796 {
797         /*
798          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
799          * waiting task:
800          */
801         if (se != cfs_rq->curr)
802                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
803 }
804
805 /*
806  * We are picking a new current task - update its stats:
807  */
808 static inline void
809 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
810 {
811         /*
812          * We are starting a new run period:
813          */
814         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
815 }
816
817 /**************************************************
818  * Scheduling class queueing methods:
819  */
820
821 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
822 /*
823  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
824  * calculated based on the tasks virtual memory size and
825  * numa_balancing_scan_size.
826  */
827 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
828 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
829
830 /* Portion of address space to scan in MB */
831 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
832
833 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
834 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
835
836 /*
837  * After skipping a page migration on a shared page, skip N more numa page
838  * migrations unconditionally. This reduces the number of NUMA migrations
839  * in shared memory workloads, and has the effect of pulling tasks towards
840  * where their memory lives, over pulling the memory towards the task.
841  */
842 unsigned int sysctl_numa_balancing_migrate_deferred = 16;
843
844 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
845 {
846         unsigned long rss = 0;
847         unsigned long nr_scan_pages;
848
849         /*
850          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
851          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
852          * on resident pages
853          */
854         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
855         rss = get_mm_rss(p->mm);
856         if (!rss)
857                 rss = nr_scan_pages;
858
859         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
860         return rss / nr_scan_pages;
861 }
862
863 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
864 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
865
866 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
867 {
868         unsigned int scan, floor;
869         unsigned int windows = 1;
870
871         if (sysctl_numa_balancing_scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
872                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / sysctl_numa_balancing_scan_size;
873         floor = 1000 / windows;
874
875         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
876         return max_t(unsigned int, floor, scan);
877 }
878
879 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
880 {
881         unsigned int smin = task_scan_min(p);
882         unsigned int smax;
883
884         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
885         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
886         return max(smin, smax);
887 }
888
889 /*
890  * Once a preferred node is selected the scheduler balancer will prefer moving
891  * a task to that node for sysctl_numa_balancing_settle_count number of PTE
892  * scans. This will give the process the chance to accumulate more faults on
893  * the preferred node but still allow the scheduler to move the task again if
894  * the nodes CPUs are overloaded.
895  */
896 unsigned int sysctl_numa_balancing_settle_count __read_mostly = 4;
897
898 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
899 {
900         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
901         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
902 }
903
904 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
905 {
906         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
907         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
908 }
909
910 struct numa_group {
911         atomic_t refcount;
912
913         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
914         int nr_tasks;
915         pid_t gid;
916         struct list_head task_list;
917
918         struct rcu_head rcu;
919         unsigned long total_faults;
920         unsigned long faults[0];
921 };
922
923 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
924 {
925         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
926 }
927
928 static inline int task_faults_idx(int nid, int priv)
929 {
930         return 2 * nid + priv;
931 }
932
933 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
934 {
935         if (!p->numa_faults)
936                 return 0;
937
938         return p->numa_faults[task_faults_idx(nid, 0)] +
939                 p->numa_faults[task_faults_idx(nid, 1)];
940 }
941
942 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
943 {
944         if (!p->numa_group)
945                 return 0;
946
947         return p->numa_group->faults[2*nid] + p->numa_group->faults[2*nid+1];
948 }
949
950 /*
951  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
952  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
953  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
954  * evenly spread out between numa nodes.
955  */
956 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid)
957 {
958         unsigned long total_faults;
959
960         if (!p->numa_faults)
961                 return 0;
962
963         total_faults = p->total_numa_faults;
964
965         if (!total_faults)
966                 return 0;
967
968         return 1000 * task_faults(p, nid) / total_faults;
969 }
970
971 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid)
972 {
973         if (!p->numa_group || !p->numa_group->total_faults)
974                 return 0;
975
976         return 1000 * group_faults(p, nid) / p->numa_group->total_faults;
977 }
978
979 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
980 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
981 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
982 static unsigned long power_of(int cpu);
983 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
984
985 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
986 struct numa_stats {
987         unsigned long nr_running;
988         unsigned long load;
989
990         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
991         unsigned long power;
992
993         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
994         unsigned long capacity;
995         int has_capacity;
996 };
997
998 /*
999  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1000  */
1001 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1002 {
1003         int cpu, cpus = 0;
1004
1005         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1006         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1007                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1008
1009                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1010                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1011                 ns->power += power_of(cpu);
1012
1013                 cpus++;
1014         }
1015
1016         /*
1017          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1018          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1019          * not find this node attractive.
1020          *
1021          * We'll either bail at !has_capacity, or we'll detect a huge imbalance
1022          * and bail there.
1023          */
1024         if (!cpus)
1025                 return;
1026
1027         ns->load = (ns->load * SCHED_POWER_SCALE) / ns->power;
1028         ns->capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(ns->power, SCHED_POWER_SCALE);
1029         ns->has_capacity = (ns->nr_running < ns->capacity);
1030 }
1031
1032 struct task_numa_env {
1033         struct task_struct *p;
1034
1035         int src_cpu, src_nid;
1036         int dst_cpu, dst_nid;
1037
1038         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1039
1040         int imbalance_pct, idx;
1041
1042         struct task_struct *best_task;
1043         long best_imp;
1044         int best_cpu;
1045 };
1046
1047 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1048                              struct task_struct *p, long imp)
1049 {
1050         if (env->best_task)
1051                 put_task_struct(env->best_task);
1052         if (p)
1053                 get_task_struct(p);
1054
1055         env->best_task = p;
1056         env->best_imp = imp;
1057         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1058 }
1059
1060 /*
1061  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1062  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1063  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1064  * be exchanged with the source task
1065  */
1066 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1067                               long taskimp, long groupimp)
1068 {
1069         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1070         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1071         struct task_struct *cur;
1072         long dst_load, src_load;
1073         long load;
1074         long imp = (groupimp > 0) ? groupimp : taskimp;
1075
1076         rcu_read_lock();
1077         cur = ACCESS_ONCE(dst_rq->curr);
1078         if (cur->pid == 0) /* idle */
1079                 cur = NULL;
1080
1081         /*
1082          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1083          * source and destination node. Calculate the total differential for
1084          * the source task and potential destination task. The more negative
1085          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1086          * be incurred if the tasks were swapped.
1087          */
1088         if (cur) {
1089                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1090                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1091                         goto unlock;
1092
1093                 /*
1094                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1095                  * in any group then look only at task weights.
1096                  */
1097                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1098                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid) -
1099                               task_weight(cur, env->dst_nid);
1100                         /*
1101                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1102                          * tasks within a group over tiny differences.
1103                          */
1104                         if (cur->numa_group)
1105                                 imp -= imp/16;
1106                 } else {
1107                         /*
1108                          * Compare the group weights. If a task is all by
1109                          * itself (not part of a group), use the task weight
1110                          * instead.
1111                          */
1112                         if (env->p->numa_group)
1113                                 imp = groupimp;
1114                         else
1115                                 imp = taskimp;
1116
1117                         if (cur->numa_group)
1118                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid) -
1119                                        group_weight(cur, env->dst_nid);
1120                         else
1121                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid) -
1122                                        task_weight(cur, env->dst_nid);
1123                 }
1124         }
1125
1126         if (imp < env->best_imp)
1127                 goto unlock;
1128
1129         if (!cur) {
1130                 /* Is there capacity at our destination? */
1131                 if (env->src_stats.has_capacity &&
1132                     !env->dst_stats.has_capacity)
1133                         goto unlock;
1134
1135                 goto balance;
1136         }
1137
1138         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1139         if (src_rq->nr_running == 1 && dst_rq->nr_running == 1)
1140                 goto assign;
1141
1142         /*
1143          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1144          */
1145 balance:
1146         dst_load = env->dst_stats.load;
1147         src_load = env->src_stats.load;
1148
1149         /* XXX missing power terms */
1150         load = task_h_load(env->p);
1151         dst_load += load;
1152         src_load -= load;
1153
1154         if (cur) {
1155                 load = task_h_load(cur);
1156                 dst_load -= load;
1157                 src_load += load;
1158         }
1159
1160         /* make src_load the smaller */
1161         if (dst_load < src_load)
1162                 swap(dst_load, src_load);
1163
1164         if (src_load * env->imbalance_pct < dst_load * 100)
1165                 goto unlock;
1166
1167 assign:
1168         task_numa_assign(env, cur, imp);
1169 unlock:
1170         rcu_read_unlock();
1171 }
1172
1173 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1174                                 long taskimp, long groupimp)
1175 {
1176         int cpu;
1177
1178         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1179                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1180                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1181                         continue;
1182
1183                 env->dst_cpu = cpu;
1184                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1185         }
1186 }
1187
1188 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1189 {
1190         struct task_numa_env env = {
1191                 .p = p,
1192
1193                 .src_cpu = task_cpu(p),
1194                 .src_nid = task_node(p),
1195
1196                 .imbalance_pct = 112,
1197
1198                 .best_task = NULL,
1199                 .best_imp = 0,
1200                 .best_cpu = -1
1201         };
1202         struct sched_domain *sd;
1203         unsigned long taskweight, groupweight;
1204         int nid, ret;
1205         long taskimp, groupimp;
1206
1207         /*
1208          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1209          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1210          *
1211          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1212          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1213          * to satisfy here.
1214          */
1215         rcu_read_lock();
1216         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1217         if (sd)
1218                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1219         rcu_read_unlock();
1220
1221         /*
1222          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1223          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1224          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1225          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1226          */
1227         if (unlikely(!sd)) {
1228                 p->numa_preferred_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
1229                 return -EINVAL;
1230         }
1231
1232         taskweight = task_weight(p, env.src_nid);
1233         groupweight = group_weight(p, env.src_nid);
1234         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1235         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1236         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid) - taskweight;
1237         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid) - groupweight;
1238         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1239
1240         /* If the preferred nid has capacity, try to use it. */
1241         if (env.dst_stats.has_capacity)
1242                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1243
1244         /* No space available on the preferred nid. Look elsewhere. */
1245         if (env.best_cpu == -1) {
1246                 for_each_online_node(nid) {
1247                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1248                                 continue;
1249
1250                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1251                         taskimp = task_weight(p, nid) - taskweight;
1252                         groupimp = group_weight(p, nid) - groupweight;
1253                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1254                                 continue;
1255
1256                         env.dst_nid = nid;
1257                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1258                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1259                 }
1260         }
1261
1262         /* No better CPU than the current one was found. */
1263         if (env.best_cpu == -1)
1264                 return -EAGAIN;
1265
1266         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1267
1268         /*
1269          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1270          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1271          */
1272         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1273
1274         if (env.best_task == NULL) {
1275                 int ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1276                 return ret;
1277         }
1278
1279         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1280         put_task_struct(env.best_task);
1281         return ret;
1282 }
1283
1284 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1285 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1286 {
1287         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1288         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1289                 return;
1290
1291         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1292         p->numa_migrate_retry = jiffies + HZ;
1293
1294         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1295         if (cpu_to_node(task_cpu(p)) == p->numa_preferred_nid)
1296                 return;
1297
1298         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1299         task_numa_migrate(p);
1300 }
1301
1302 /*
1303  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1304  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1305  * period will be for the next scan window. If local/remote ratio is below
1306  * NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS) the
1307  * scan period will decrease
1308  */
1309 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1310 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 3
1311
1312 /*
1313  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1314  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1315  * the page accesses are shared with other processes.
1316  * Otherwise, decrease the scan period.
1317  */
1318 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1319                         unsigned long shared, unsigned long private)
1320 {
1321         unsigned int period_slot;
1322         int ratio;
1323         int diff;
1324
1325         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1326         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1327
1328         /*
1329          * If there were no record hinting faults then either the task is
1330          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1331          * to automatic numa balancing. Scan slower
1332          */
1333         if (local + shared == 0) {
1334                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1335                         p->numa_scan_period << 1);
1336
1337                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1338                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1339
1340                 return;
1341         }
1342
1343         /*
1344          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1345          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1346          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1347          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1348          */
1349         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1350         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1351         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1352                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1353                 if (!slot)
1354                         slot = 1;
1355                 diff = slot * period_slot;
1356         } else {
1357                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1358
1359                 /*
1360                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1361                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1362                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1363                  * speaking the intent is that there is little point
1364                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1365                  * simply bounce migrations uselessly
1366                  */
1367                 period_slot = DIV_ROUND_UP(diff, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1368                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared));
1369                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1370         }
1371
1372         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1373                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1374         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1375 }
1376
1377 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1378 {
1379         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1380         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1381         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1382         spinlock_t *group_lock = NULL;
1383
1384         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1385         if (p->numa_scan_seq == seq)
1386                 return;
1387         p->numa_scan_seq = seq;
1388         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1389
1390         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1391         if (p->numa_group) {
1392                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1393                 spin_lock(group_lock);
1394         }
1395
1396         /* Find the node with the highest number of faults */
1397         for_each_online_node(nid) {
1398                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1399                 int priv, i;
1400
1401                 for (priv = 0; priv < 2; priv++) {
1402                         long diff;
1403
1404                         i = task_faults_idx(nid, priv);
1405                         diff = -p->numa_faults[i];
1406
1407                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1408                         p->numa_faults[i] >>= 1;
1409                         p->numa_faults[i] += p->numa_faults_buffer[i];
1410                         fault_types[priv] += p->numa_faults_buffer[i];
1411                         p->numa_faults_buffer[i] = 0;
1412
1413                         faults += p->numa_faults[i];
1414                         diff += p->numa_faults[i];
1415                         p->total_numa_faults += diff;
1416                         if (p->numa_group) {
1417                                 /* safe because we can only change our own group */
1418                                 p->numa_group->faults[i] += diff;
1419                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1420                                 group_faults += p->numa_group->faults[i];
1421                         }
1422                 }
1423
1424                 if (faults > max_faults) {
1425                         max_faults = faults;
1426                         max_nid = nid;
1427                 }
1428
1429                 if (group_faults > max_group_faults) {
1430                         max_group_faults = group_faults;
1431                         max_group_nid = nid;
1432                 }
1433         }
1434
1435         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1436
1437         if (p->numa_group) {
1438                 /*
1439                  * If the preferred task and group nids are different,
1440                  * iterate over the nodes again to find the best place.
1441                  */
1442                 if (max_nid != max_group_nid) {
1443                         unsigned long weight, max_weight = 0;
1444
1445                         for_each_online_node(nid) {
1446                                 weight = task_weight(p, nid) + group_weight(p, nid);
1447                                 if (weight > max_weight) {
1448                                         max_weight = weight;
1449                                         max_nid = nid;
1450                                 }
1451                         }
1452                 }
1453
1454                 spin_unlock(group_lock);
1455         }
1456
1457         /* Preferred node as the node with the most faults */
1458         if (max_faults && max_nid != p->numa_preferred_nid) {
1459                 /* Update the preferred nid and migrate task if possible */
1460                 sched_setnuma(p, max_nid);
1461                 numa_migrate_preferred(p);
1462         }
1463 }
1464
1465 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1466 {
1467         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1468 }
1469
1470 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1471 {
1472         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1473                 kfree_rcu(grp, rcu);
1474 }
1475
1476 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1477                         int *priv)
1478 {
1479         struct numa_group *grp, *my_grp;
1480         struct task_struct *tsk;
1481         bool join = false;
1482         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1483         int i;
1484
1485         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1486                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1487                                     2*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1488
1489                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1490                 if (!grp)
1491                         return;
1492
1493                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1494                 spin_lock_init(&grp->lock);
1495                 INIT_LIST_HEAD(&grp->task_list);
1496                 grp->gid = p->pid;
1497
1498                 for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++)
1499                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
1500
1501                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1502
1503                 list_add(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1504                 grp->nr_tasks++;
1505                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1506         }
1507
1508         rcu_read_lock();
1509         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1510
1511         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1512                 goto no_join;
1513
1514         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1515         if (!grp)
1516                 goto no_join;
1517
1518         my_grp = p->numa_group;
1519         if (grp == my_grp)
1520                 goto no_join;
1521
1522         /*
1523          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1524          * the other task will join us.
1525          */
1526         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1527                 goto no_join;
1528
1529         /*
1530          * Tie-break on the grp address.
1531          */
1532         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1533                 goto no_join;
1534
1535         /* Always join threads in the same process. */
1536         if (tsk->mm == current->mm)
1537                 join = true;
1538
1539         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1540         if (flags & TNF_SHARED)
1541                 join = true;
1542
1543         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1544         *priv = !join;
1545
1546         if (join && !get_numa_group(grp))
1547                 goto no_join;
1548
1549         rcu_read_unlock();
1550
1551         if (!join)
1552                 return;
1553
1554         double_lock(&my_grp->lock, &grp->lock);
1555
1556         for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++) {
1557                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
1558                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
1559         }
1560         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1561         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
1562
1563         list_move(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1564         my_grp->nr_tasks--;
1565         grp->nr_tasks++;
1566
1567         spin_unlock(&my_grp->lock);
1568         spin_unlock(&grp->lock);
1569
1570         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1571
1572         put_numa_group(my_grp);
1573         return;
1574
1575 no_join:
1576         rcu_read_unlock();
1577         return;
1578 }
1579
1580 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1581 {
1582         struct numa_group *grp = p->numa_group;
1583         int i;
1584         void *numa_faults = p->numa_faults;
1585
1586         if (grp) {
1587                 spin_lock(&grp->lock);
1588                 for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++)
1589                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
1590                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1591
1592                 list_del(&p->numa_entry);
1593                 grp->nr_tasks--;
1594                 spin_unlock(&grp->lock);
1595                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, NULL);
1596                 put_numa_group(grp);
1597         }
1598
1599         p->numa_faults = NULL;
1600         p->numa_faults_buffer = NULL;
1601         kfree(numa_faults);
1602 }
1603
1604 /*
1605  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
1606  */
1607 void task_numa_fault(int last_cpupid, int node, int pages, int flags)
1608 {
1609         struct task_struct *p = current;
1610         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
1611         int priv;
1612
1613         if (!numabalancing_enabled)
1614                 return;
1615
1616         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
1617         if (!p->mm)
1618                 return;
1619
1620         /* Do not worry about placement if exiting */
1621         if (p->state == TASK_DEAD)
1622                 return;
1623
1624         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
1625         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
1626                 int size = sizeof(*p->numa_faults) * 2 * nr_node_ids;
1627
1628                 /* numa_faults and numa_faults_buffer share the allocation */
1629                 p->numa_faults = kzalloc(size * 2, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
1630                 if (!p->numa_faults)
1631                         return;
1632
1633                 BUG_ON(p->numa_faults_buffer);
1634                 p->numa_faults_buffer = p->numa_faults + (2 * nr_node_ids);
1635                 p->total_numa_faults = 0;
1636                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1637         }
1638
1639         /*
1640          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
1641          * to be private if the accessing pid has not changed
1642          */
1643         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
1644                 priv = 1;
1645         } else {
1646                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
1647                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
1648                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
1649         }
1650
1651         task_numa_placement(p);
1652
1653         /*
1654          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
1655          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
1656          */
1657         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
1658                 numa_migrate_preferred(p);
1659
1660         if (migrated)
1661                 p->numa_pages_migrated += pages;
1662
1663         p->numa_faults_buffer[task_faults_idx(node, priv)] += pages;
1664         p->numa_faults_locality[!!(flags & TNF_FAULT_LOCAL)] += pages;
1665 }
1666
1667 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
1668 {
1669         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
1670         p->mm->numa_scan_offset = 0;
1671 }
1672
1673 /*
1674  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
1675  * Triggered from task_tick_numa().
1676  */
1677 void task_numa_work(struct callback_head *work)
1678 {
1679         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
1680         struct task_struct *p = current;
1681         struct mm_struct *mm = p->mm;
1682         struct vm_area_struct *vma;
1683         unsigned long start, end;
1684         unsigned long nr_pte_updates = 0;
1685         long pages;
1686
1687         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
1688
1689         work->next = work; /* protect against double add */
1690         /*
1691          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
1692          *
1693          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
1694          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
1695          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
1696          * work.
1697          */
1698         if (p->flags & PF_EXITING)
1699                 return;
1700
1701         if (!mm->numa_next_scan) {
1702                 mm->numa_next_scan = now +
1703                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1704         }
1705
1706         /*
1707          * Enforce maximal scan/migration frequency..
1708          */
1709         migrate = mm->numa_next_scan;
1710         if (time_before(now, migrate))
1711                 return;
1712
1713         if (p->numa_scan_period == 0) {
1714                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1715                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1716         }
1717
1718         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1719         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
1720                 return;
1721
1722         /*
1723          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
1724          * the next time around.
1725          */
1726         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
1727
1728         start = mm->numa_scan_offset;
1729         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
1730         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
1731         if (!pages)
1732                 return;
1733
1734         down_read(&mm->mmap_sem);
1735         vma = find_vma(mm, start);
1736         if (!vma) {
1737                 reset_ptenuma_scan(p);
1738                 start = 0;
1739                 vma = mm->mmap;
1740         }
1741         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
1742                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(p, vma))
1743                         continue;
1744
1745                 /*
1746                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
1747                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
1748                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
1749                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
1750                  */
1751                 if (!vma->vm_mm ||
1752                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
1753                         continue;
1754
1755                 do {
1756                         start = max(start, vma->vm_start);
1757                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
1758                         end = min(end, vma->vm_end);
1759                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
1760
1761                         /*
1762                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
1763                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
1764                          * address space is quickly skipped.
1765                          */
1766                         if (nr_pte_updates)
1767                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
1768
1769                         start = end;
1770                         if (pages <= 0)
1771                                 goto out;
1772                 } while (end != vma->vm_end);
1773         }
1774
1775 out:
1776         /*
1777          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
1778          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
1779          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
1780          * scanner to the start so check it now.
1781          */
1782         if (vma)
1783                 mm->numa_scan_offset = start;
1784         else
1785                 reset_ptenuma_scan(p);
1786         up_read(&mm->mmap_sem);
1787 }
1788
1789 /*
1790  * Drive the periodic memory faults..
1791  */
1792 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1793 {
1794         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1795         u64 period, now;
1796
1797         /*
1798          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
1799          */
1800         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
1801                 return;
1802
1803         /*
1804          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
1805          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
1806          * task needs to have done some actual work before we bother with
1807          * NUMA placement.
1808          */
1809         now = curr->se.sum_exec_runtime;
1810         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
1811
1812         if (now - curr->node_stamp > period) {
1813                 if (!curr->node_stamp)
1814                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
1815                 curr->node_stamp += period;
1816
1817                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
1818                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
1819                         task_work_add(curr, work, true);
1820                 }
1821         }
1822 }
1823 #else
1824 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1825 {
1826 }
1827
1828 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1829 {
1830 }
1831
1832 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1833 {
1834 }
1835 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1836
1837 static void
1838 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1839 {
1840         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1841         if (!parent_entity(se))
1842                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1843 #ifdef CONFIG_SMP
1844         if (entity_is_task(se)) {
1845                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1846
1847                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
1848                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
1849         }
1850 #endif
1851         cfs_rq->nr_running++;
1852 }
1853
1854 static void
1855 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1856 {
1857         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1858         if (!parent_entity(se))
1859                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1860         if (entity_is_task(se)) {
1861                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
1862                 list_del_init(&se->group_node);
1863         }
1864         cfs_rq->nr_running--;
1865 }
1866
1867 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1868 # ifdef CONFIG_SMP
1869 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
1870 {
1871         long tg_weight;
1872
1873         /*
1874          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
1875          * to gain a more accurate current total weight. See
1876          * update_cfs_rq_load_contribution().
1877          */
1878         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
1879         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1880         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
1881
1882         return tg_weight;
1883 }
1884
1885 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1886 {
1887         long tg_weight, load, shares;
1888
1889         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
1890         load = cfs_rq->load.weight;
1891
1892         shares = (tg->shares * load);
1893         if (tg_weight)
1894                 shares /= tg_weight;
1895
1896         if (shares < MIN_SHARES)
1897                 shares = MIN_SHARES;
1898         if (shares > tg->shares)
1899                 shares = tg->shares;
1900
1901         return shares;
1902 }
1903 # else /* CONFIG_SMP */
1904 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1905 {
1906         return tg->shares;
1907 }
1908 # endif /* CONFIG_SMP */
1909 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
1910                             unsigned long weight)
1911 {
1912         if (se->on_rq) {
1913                 /* commit outstanding execution time */
1914                 if (cfs_rq->curr == se)
1915                         update_curr(cfs_rq);
1916                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1917         }
1918
1919         update_load_set(&se->load, weight);
1920
1921         if (se->on_rq)
1922                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1923 }
1924
1925 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
1926
1927 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1928 {
1929         struct task_group *tg;
1930         struct sched_entity *se;
1931         long shares;
1932
1933         tg = cfs_rq->tg;
1934         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1935         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1936                 return;
1937 #ifndef CONFIG_SMP
1938         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
1939                 return;
1940 #endif
1941         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
1942
1943         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
1944 }
1945 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1946 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1947 {
1948 }
1949 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1950
1951 #ifdef CONFIG_SMP
1952 /*
1953  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
1954  * Note: The tables below are dependent on this value.
1955  */
1956 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
1957 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
1958 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
1959
1960 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
1961 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
1962         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
1963         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
1964         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
1965         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
1966         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
1967         0x85aac367, 0x82cd8698,
1968 };
1969
1970 /*
1971  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
1972  * over-estimates when re-combining.
1973  */
1974 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
1975             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
1976          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
1977         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
1978 };
1979
1980 /*
1981  * Approximate:
1982  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
1983  */
1984 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
1985 {
1986         unsigned int local_n;
1987
1988         if (!n)
1989                 return val;
1990         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
1991                 return 0;
1992
1993         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
1994         local_n = n;
1995
1996         /*
1997          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
1998          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
1999          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
2000          *
2001          * To achieve constant time decay_load.
2002          */
2003         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2004                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2005                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2006         }
2007
2008         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
2009         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
2010         return val >> 32;
2011 }
2012
2013 /*
2014  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2015  * average will be: \Sum 1024*y^n
2016  *
2017  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2018  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2019  */
2020 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2021 {
2022         u32 contrib = 0;
2023
2024         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2025                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2026         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2027                 return LOAD_AVG_MAX;
2028
2029         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2030         do {
2031                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2032                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2033
2034                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2035         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2036
2037         contrib = decay_load(contrib, n);
2038         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2039 }
2040
2041 /*
2042  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2043  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2044  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2045  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2046  *
2047  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2048  *      p0            p1           p2
2049  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2050  *
2051  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2052  *
2053  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2054  * following representation of historical load:
2055  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2056  *
2057  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2058  *   y^32 = 0.5
2059  *
2060  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2061  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2062  * (u_0).
2063  *
2064  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2065  * sum again by y is sufficient to update:
2066  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2067  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2068  */
2069 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
2070                                                         struct sched_avg *sa,
2071                                                         int runnable)
2072 {
2073         u64 delta, periods;
2074         u32 runnable_contrib;
2075         int delta_w, decayed = 0;
2076
2077         delta = now - sa->last_runnable_update;
2078         /*
2079          * This should only happen when time goes backwards, which it
2080          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2081          */
2082         if ((s64)delta < 0) {
2083                 sa->last_runnable_update = now;
2084                 return 0;
2085         }
2086
2087         /*
2088          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2089          * approximation of 1us and fast to compute.
2090          */
2091         delta >>= 10;
2092         if (!delta)
2093                 return 0;
2094         sa->last_runnable_update = now;
2095
2096         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2097         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
2098         if (delta + delta_w >= 1024) {
2099                 /* period roll-over */
2100                 decayed = 1;
2101
2102                 /*
2103                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2104                  * out how much from delta we need to complete the current
2105                  * period and accrue it.
2106                  */
2107                 delta_w = 1024 - delta_w;
2108                 if (runnable)
2109                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2110                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
2111
2112                 delta -= delta_w;
2113
2114                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2115                 periods = delta / 1024;
2116                 delta %= 1024;
2117
2118                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2119                                                   periods + 1);
2120                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
2121                                                      periods + 1);
2122
2123                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2124                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2125                 if (runnable)
2126                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2127                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
2128         }
2129
2130         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2131         if (runnable)
2132                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2133         sa->runnable_avg_period += delta;
2134
2135         return decayed;
2136 }
2137
2138 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2139 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2140 {
2141         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2142         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2143
2144         decays -= se->avg.decay_count;
2145         if (!decays)
2146                 return 0;
2147
2148         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2149         se->avg.decay_count = 0;
2150
2151         return decays;
2152 }
2153
2154 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2155 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2156                                                  int force_update)
2157 {
2158         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2159         long tg_contrib;
2160
2161         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2162         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2163
2164         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2165                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2166                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2167         }
2168 }
2169
2170 /*
2171  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2172  * representation for computing load contributions.
2173  */
2174 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2175                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2176 {
2177         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2178         long contrib;
2179
2180         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2181         contrib = div_u64((u64)sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2182                           sa->runnable_avg_period + 1);
2183         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2184
2185         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2186                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2187                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2188         }
2189 }
2190
2191 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2192 {
2193         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2194         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2195         int runnable_avg;
2196
2197         u64 contrib;
2198
2199         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2200         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2201                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2202
2203         /*
2204          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2205          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2206          * load as a task of equal weight.
2207          *
2208          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2209          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2210          * lower-bound on the true value.
2211          *
2212          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2213          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2214          * understating by the aggregate of their overlap.
2215          *
2216          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2217          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2218          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2219          *
2220          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2221          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2222          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2223          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2224          * our upper bound of 1-cpu.
2225          */
2226         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2227         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2228                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2229                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2230         }
2231 }
2232 #else
2233 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2234                                                  int force_update) {}
2235 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2236                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2237 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2238 #endif
2239
2240 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2241 {
2242         u32 contrib;
2243
2244         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2245         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2246         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2247         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2248 }
2249
2250 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2251 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2252 {
2253         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2254
2255         if (entity_is_task(se)) {
2256                 __update_task_entity_contrib(se);
2257         } else {
2258                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2259                 __update_group_entity_contrib(se);
2260         }
2261
2262         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2263 }
2264
2265 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2266                                                  long load_contrib)
2267 {
2268         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2269                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2270         else
2271                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2272 }
2273
2274 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2275
2276 /* Update a sched_entity's runnable average */
2277 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2278                                           int update_cfs_rq)
2279 {
2280         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2281         long contrib_delta;
2282         u64 now;
2283
2284         /*
2285          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2286          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2287          */
2288         if (entity_is_task(se))
2289                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2290         else
2291                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2292
2293         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2294                 return;
2295
2296         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2297
2298         if (!update_cfs_rq)
2299                 return;
2300
2301         if (se->on_rq)
2302                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2303         else
2304                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2305 }
2306
2307 /*
2308  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2309  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2310  */
2311 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2312 {
2313         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2314         u64 decays;
2315
2316         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2317         if (!decays && !force_update)
2318                 return;
2319
2320         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2321                 unsigned long removed_load;
2322                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2323                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2324         }
2325
2326         if (decays) {
2327                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2328                                                       decays);
2329                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2330                 cfs_rq->last_decay = now;
2331         }
2332
2333         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2334 }
2335
2336 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2337 {
2338         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2339         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2340 }
2341
2342 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2343 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2344                                                   struct sched_entity *se,
2345                                                   int wakeup)
2346 {
2347         /*
2348          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2349          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2350          * accumulated while sleeping.
2351          *
2352          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2353          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2354          * constructed load_avg_contrib.
2355          */
2356         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2357                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2358                 if (se->avg.decay_count) {
2359                         /*
2360                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2361                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2362                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2363                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2364                          * approximate this using our carried decays, which are
2365                          * explicitly atomically readable.
2366                          */
2367                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2368                                                         << 20;
2369                         update_entity_load_avg(se, 0);
2370                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2371                         se->avg.decay_count = 0;
2372                 }
2373                 wakeup = 0;
2374         } else {
2375                 /*
2376                  * Task re-woke on same cpu (or else migrate_task_rq_fair()
2377                  * would have made count negative); we must be careful to avoid
2378                  * double-accounting blocked time after synchronizing decays.
2379                  */
2380                 se->avg.last_runnable_update += __synchronize_entity_decay(se)
2381                                                         << 20;
2382         }
2383
2384         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2385         if (wakeup) {
2386                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2387                 update_entity_load_avg(se, 0);
2388         }
2389
2390         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2391         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2392         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2397  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2398  * blocked_load_avg.
2399  */
2400 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2401                                                   struct sched_entity *se,
2402                                                   int sleep)
2403 {
2404         update_entity_load_avg(se, 1);
2405         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2406         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2407
2408         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2409         if (sleep) {
2410                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2411                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2412         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2413 }
2414
2415 /*
2416  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2417  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2418  * be the only way to update the runnable statistic.
2419  */
2420 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2421 {
2422         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2423 }
2424
2425 /*
2426  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2427  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2428  * be the only way to update the runnable statistic.
2429  */
2430 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2431 {
2432         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2433 }
2434
2435 #else
2436 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2437                                           int update_cfs_rq) {}
2438 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2439 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2440                                            struct sched_entity *se,
2441                                            int wakeup) {}
2442 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2443                                            struct sched_entity *se,
2444                                            int sleep) {}
2445 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2446                                               int force_update) {}
2447 #endif
2448
2449 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2450 {
2451 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2452         struct task_struct *tsk = NULL;
2453
2454         if (entity_is_task(se))
2455                 tsk = task_of(se);
2456
2457         if (se->statistics.sleep_start) {
2458                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2459
2460                 if ((s64)delta < 0)
2461                         delta = 0;
2462
2463                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2464                         se->statistics.sleep_max = delta;
2465
2466                 se->statistics.sleep_start = 0;
2467                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2468
2469                 if (tsk) {
2470                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2471                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2472                 }
2473         }
2474         if (se->statistics.block_start) {
2475                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2476
2477                 if ((s64)delta < 0)
2478                         delta = 0;
2479
2480                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2481                         se->statistics.block_max = delta;
2482
2483                 se->statistics.block_start = 0;
2484                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2485
2486                 if (tsk) {
2487                         if (tsk->in_iowait) {
2488                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2489                                 se->statistics.iowait_count++;
2490                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2491                         }
2492
2493                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2494
2495                         /*
2496                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2497                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2498                          * amount of time that the task spent sleeping:
2499                          */
2500                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2501                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2502                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2503                                                 delta >> 20);
2504                         }
2505                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2506                 }
2507         }
2508 #endif
2509 }
2510
2511 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2512 {
2513 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2514         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2515
2516         if (d < 0)
2517                 d = -d;
2518
2519         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2520                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2521 #endif
2522 }
2523
2524 static void
2525 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2526 {
2527         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2528
2529         /*
2530          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2531          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2532          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2533          * stays open at the end.
2534          */
2535         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2536                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2537
2538         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2539         if (!initial) {
2540                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2541
2542                 /*
2543                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2544                  * for a gentler effect of sleepers:
2545                  */
2546                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2547                         thresh >>= 1;
2548
2549                 vruntime -= thresh;
2550         }
2551
2552         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2553         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2554 }
2555
2556 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2557
2558 static void
2559 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2560 {
2561         /*
2562          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2563          * through calling update_curr().
2564          */
2565         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2566                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2567
2568         /*
2569          * Update run-time statistics of the 'current'.
2570          */
2571         update_curr(cfs_rq);
2572         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2573         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2574         update_cfs_shares(cfs_rq);
2575
2576         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2577                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2578                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
2579         }
2580
2581         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
2582         check_spread(cfs_rq, se);
2583         if (se != cfs_rq->curr)
2584                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
2585         se->on_rq = 1;
2586
2587         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
2588                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
2589                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
2590         }
2591 }
2592
2593 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
2594 {
2595         for_each_sched_entity(se) {
2596                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2597                 if (cfs_rq->last == se)
2598                         cfs_rq->last = NULL;
2599                 else
2600                         break;
2601         }
2602 }
2603
2604 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
2605 {
2606         for_each_sched_entity(se) {
2607                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2608                 if (cfs_rq->next == se)
2609                         cfs_rq->next = NULL;
2610                 else
2611                         break;
2612         }
2613 }
2614
2615 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
2616 {
2617         for_each_sched_entity(se) {
2618                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2619                 if (cfs_rq->skip == se)
2620                         cfs_rq->skip = NULL;
2621                 else
2622                         break;
2623         }
2624 }
2625
2626 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2627 {
2628         if (cfs_rq->last == se)
2629                 __clear_buddies_last(se);
2630
2631         if (cfs_rq->next == se)
2632                 __clear_buddies_next(se);
2633
2634         if (cfs_rq->skip == se)
2635                 __clear_buddies_skip(se);
2636 }
2637
2638 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2639
2640 static void
2641 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2642 {
2643         /*
2644          * Update run-time statistics of the 'current'.
2645          */
2646         update_curr(cfs_rq);
2647         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2648
2649         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
2650         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
2651 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2652                 if (entity_is_task(se)) {
2653                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
2654
2655                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
2656                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2657                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
2658                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2659                 }
2660 #endif
2661         }
2662
2663         clear_buddies(cfs_rq, se);
2664
2665         if (se != cfs_rq->curr)
2666                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2667         se->on_rq = 0;
2668         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2669
2670         /*
2671          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
2672          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
2673          * movement in our normalized position.
2674          */
2675         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
2676                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
2677
2678         /* return excess runtime on last dequeue */
2679         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2680
2681         update_min_vruntime(cfs_rq);
2682         update_cfs_shares(cfs_rq);
2683 }
2684
2685 /*
2686  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2687  */
2688 static void
2689 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2690 {
2691         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
2692         struct sched_entity *se;
2693         s64 delta;
2694
2695         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
2696         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
2697         if (delta_exec > ideal_runtime) {
2698                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2699                 /*
2700                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
2701                  * re-elected due to buddy favours.
2702                  */
2703                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
2704                 return;
2705         }
2706
2707         /*
2708          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
2709          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
2710          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
2711          */
2712         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
2713                 return;
2714
2715         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2716         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
2717
2718         if (delta < 0)
2719                 return;
2720
2721         if (delta > ideal_runtime)
2722                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2723 }
2724
2725 static void
2726 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2727 {
2728         /* 'current' is not kept within the tree. */
2729         if (se->on_rq) {
2730                 /*
2731                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
2732                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
2733                  * runqueue.
2734                  */
2735                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
2736                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2737         }
2738
2739         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
2740         cfs_rq->curr = se;
2741 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2742         /*
2743          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
2744          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
2745          * when there are only lesser-weight tasks around):
2746          */
2747         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
2748                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
2749                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
2750         }
2751 #endif
2752         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
2753 }
2754
2755 static int
2756 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
2757
2758 /*
2759  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
2760  * 1) keep things fair between processes/task groups
2761  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
2762  * 3) pick the "last" process, for cache locality
2763  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
2764  */
2765 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
2766 {
2767         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2768         struct sched_entity *left = se;
2769
2770         /*
2771          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
2772          * be done without getting too unfair.
2773          */
2774         if (cfs_rq->skip == se) {
2775                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
2776                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
2777                         se = second;
2778         }
2779
2780         /*
2781          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
2782          */
2783         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
2784                 se = cfs_rq->last;
2785
2786         /*
2787          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
2788          */
2789         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
2790                 se = cfs_rq->next;
2791
2792         clear_buddies(cfs_rq, se);
2793
2794         return se;
2795 }
2796
2797 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2798
2799 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
2800 {
2801         /*
2802          * If still on the runqueue then deactivate_task()
2803          * was not called and update_curr() has to be done:
2804          */
2805         if (prev->on_rq)
2806                 update_curr(cfs_rq);
2807
2808         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
2809         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2810
2811         check_spread(cfs_rq, prev);
2812         if (prev->on_rq) {
2813                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
2814                 /* Put 'current' back into the tree. */
2815                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
2816                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
2817                 update_entity_load_avg(prev, 1);
2818         }
2819         cfs_rq->curr = NULL;
2820 }
2821
2822 static void
2823 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
2824 {
2825         /*
2826          * Update run-time statistics of the 'current'.
2827          */
2828         update_curr(cfs_rq);
2829
2830         /*
2831          * Ensure that runnable average is periodically updated.
2832          */
2833         update_entity_load_avg(curr, 1);
2834         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
2835         update_cfs_shares(cfs_rq);
2836
2837 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2838         /*
2839          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
2840          * validating it and just reschedule.
2841          */
2842         if (queued) {
2843                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2844                 return;
2845         }
2846         /*
2847          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
2848          */
2849         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
2850                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
2851                 return;
2852 #endif
2853
2854         if (cfs_rq->nr_running > 1)
2855                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
2856 }
2857
2858
2859 /**************************************************
2860  * CFS bandwidth control machinery
2861  */
2862
2863 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
2864
2865 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
2866 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
2867
2868 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
2869 {
2870         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
2871 }
2872
2873 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
2874 {
2875         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
2876 }
2877
2878 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
2879 {
2880         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
2881 }
2882 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
2883 static bool cfs_bandwidth_used(void)
2884 {
2885         return true;
2886 }
2887
2888 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
2889 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
2890 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
2891
2892 /*
2893  * default period for cfs group bandwidth.
2894  * default: 0.1s, units: nanoseconds
2895  */
2896 static inline u64 default_cfs_period(void)
2897 {
2898         return 100000000ULL;
2899 }
2900
2901 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
2902 {
2903         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
2904 }
2905
2906 /*
2907  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
2908  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
2909  * additional synchronization around rq->lock.
2910  *
2911  * requires cfs_b->lock
2912  */
2913 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2914 {
2915         u64 now;
2916
2917         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2918                 return;
2919
2920         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
2921         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
2922         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
2923 }
2924
2925 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2926 {
2927         return &tg->cfs_bandwidth;
2928 }
2929
2930 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
2931 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2932 {
2933         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
2934                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
2935
2936         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
2937 }
2938
2939 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
2940 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2941 {
2942         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2943         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
2944         u64 amount = 0, min_amount, expires;
2945
2946         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
2947         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
2948
2949         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2950         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2951                 amount = min_amount;
2952         else {
2953                 /*
2954                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
2955                  * period must have elapsed since the last consumption.
2956                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
2957                  * active.
2958                  */
2959                 if (!cfs_b->timer_active) {
2960                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2961                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
2962                 }
2963
2964                 if (cfs_b->runtime > 0) {
2965                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
2966                         cfs_b->runtime -= amount;
2967                         cfs_b->idle = 0;
2968                 }
2969         }
2970         expires = cfs_b->runtime_expires;
2971         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2972
2973         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
2974         /*
2975          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
2976          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
2977          * issued.
2978          */
2979         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
2980                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2981
2982         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
2983 }
2984
2985 /*
2986  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
2987  * fact that rq->clock snapshots this value.
2988  */
2989 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2990 {
2991         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2992
2993         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
2994         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
2995                 return;
2996
2997         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
2998                 return;
2999
3000         /*
3001          * If the local deadline has passed we have to consider the
3002          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3003          * has not truly expired.
3004          *
3005          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3006          * whether the global deadline has advanced.
3007          */
3008
3009         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
3010                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3011                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3012         } else {
3013                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3014                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3015         }
3016 }
3017
3018 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
3019                                      unsigned long delta_exec)
3020 {
3021         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3022         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3023         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3024
3025         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3026                 return;
3027
3028         /*
3029          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3030          * hierarchy can be throttled
3031          */
3032         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3033                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3034 }
3035
3036 static __always_inline
3037 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
3038 {
3039         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3040                 return;
3041
3042         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3043 }
3044
3045 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3046 {
3047         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3048 }
3049
3050 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3051 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3052 {
3053         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3054 }
3055
3056 /*
3057  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3058  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3059  * load-balance operations.
3060  */
3061 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3062                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3063 {
3064         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3065
3066         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3067         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3068
3069         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3070                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3071 }
3072
3073 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3074 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3075 {
3076         struct rq *rq = data;
3077         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3078
3079         cfs_rq->throttle_count--;
3080 #ifdef CONFIG_SMP
3081         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3082                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3083                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3084                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3085         }
3086 #endif
3087
3088         return 0;
3089 }
3090
3091 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3092 {
3093         struct rq *rq = data;
3094         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3095
3096         /* group is entering throttled state, stop time */
3097         if (!cfs_rq->throttle_count)
3098                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3099         cfs_rq->throttle_count++;
3100
3101         return 0;
3102 }
3103
3104 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3105 {
3106         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3107         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3108         struct sched_entity *se;
3109         long task_delta, dequeue = 1;
3110
3111         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3112
3113         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3114         rcu_read_lock();
3115         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3116         rcu_read_unlock();
3117
3118         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3119         for_each_sched_entity(se) {
3120                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3121                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3122                 if (!se->on_rq)
3123                         break;
3124
3125                 if (dequeue)
3126                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3127                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3128
3129                 if (qcfs_rq->load.weight)
3130                         dequeue = 0;
3131         }
3132
3133         if (!se)
3134                 rq->nr_running -= task_delta;
3135
3136         cfs_rq->throttled = 1;
3137         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3138         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3139         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3140         if (!cfs_b->timer_active)
3141                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3142         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3143 }
3144
3145 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3146 {
3147         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3148         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3149         struct sched_entity *se;
3150         int enqueue = 1;
3151         long task_delta;
3152
3153         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3154
3155         cfs_rq->throttled = 0;
3156
3157         update_rq_clock(rq);
3158
3159         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3160         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3161         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3162         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3163
3164         /* update hierarchical throttle state */
3165         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3166
3167         if (!cfs_rq->load.weight)
3168                 return;
3169
3170         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3171         for_each_sched_entity(se) {
3172                 if (se->on_rq)
3173                         enqueue = 0;
3174
3175                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3176                 if (enqueue)
3177                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3178                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3179
3180                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3181                         break;
3182         }
3183
3184         if (!se)
3185                 rq->nr_running += task_delta;
3186
3187         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3188         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3189                 resched_task(rq->curr);
3190 }
3191
3192 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3193                 u64 remaining, u64 expires)
3194 {
3195         struct cfs_rq *cfs_rq;
3196         u64 runtime = remaining;
3197
3198         rcu_read_lock();
3199         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3200                                 throttled_list) {
3201                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3202
3203                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3204                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3205                         goto next;
3206
3207                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3208                 if (runtime > remaining)
3209                         runtime = remaining;
3210                 remaining -= runtime;
3211
3212                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3213                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3214
3215                 /* we check whether we're throttled above */
3216                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3217                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3218
3219 next:
3220                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3221
3222                 if (!remaining)
3223                         break;
3224         }
3225         rcu_read_unlock();
3226
3227         return remaining;
3228 }
3229
3230 /*
3231  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3232  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3233  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3234  * used to track this state.
3235  */
3236 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3237 {
3238         u64 runtime, runtime_expires;
3239         int idle = 1, throttled;
3240
3241         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3242         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3243         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3244                 goto out_unlock;
3245
3246         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3247         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
3248         idle = cfs_b->idle && !throttled;
3249         cfs_b->nr_periods += overrun;
3250
3251         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
3252         if (idle)
3253                 goto out_unlock;
3254
3255         /*
3256          * if we have relooped after returning idle once, we need to update our
3257          * status as actually running, so that other cpus doing
3258          * __start_cfs_bandwidth will stop trying to cancel us.
3259          */
3260         cfs_b->timer_active = 1;
3261
3262         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3263
3264         if (!throttled) {
3265                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3266                 cfs_b->idle = 1;
3267                 goto out_unlock;
3268         }
3269
3270         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3271         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3272
3273         /*
3274          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
3275          * to unthrottle them before making it generally available.  This
3276          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
3277          * allowed to run.
3278          */
3279         runtime = cfs_b->runtime;
3280         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3281         cfs_b->runtime = 0;
3282
3283         /*
3284          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
3285          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
3286          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
3287          */
3288         while (throttled && runtime > 0) {
3289                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3290                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3291                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3292                                                  runtime_expires);
3293                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3294
3295                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3296         }
3297
3298         /* return (any) remaining runtime */
3299         cfs_b->runtime = runtime;
3300         /*
3301          * While we are ensured activity in the period following an
3302          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3303          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3304          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3305          */
3306         cfs_b->idle = 0;
3307 out_unlock:
3308         if (idle)
3309                 cfs_b->timer_active = 0;
3310         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3311
3312         return idle;
3313 }
3314
3315 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3316 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3317 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3318 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3319 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3320 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3321
3322 /*
3323  * Are we near the end of the current quota period?
3324  *
3325  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3326  * hrtimer base being cleared by __hrtimer_start_range_ns. In the case of
3327  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3328  */
3329 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3330 {
3331         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3332         u64 remaining;
3333
3334         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3335         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3336                 return 1;
3337
3338         /* is a quota refresh about to occur? */
3339         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3340         if (remaining < min_expire)
3341                 return 1;
3342
3343         return 0;
3344 }
3345
3346 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3347 {
3348         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3349
3350         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3351         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3352                 return;
3353
3354         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3355                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3356 }
3357
3358 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3359 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3360 {
3361         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3362         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3363
3364         if (slack_runtime <= 0)
3365                 return;
3366
3367         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3368         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3369             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3370                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3371
3372                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3373                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3374                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3375                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3376         }
3377         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3378
3379         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3380         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3381 }
3382
3383 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3384 {
3385         if (!cfs_bandwidth_used())
3386                 return;
3387
3388         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3389                 return;
3390
3391         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3392 }
3393
3394 /*
3395  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3396  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3397  */
3398 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3399 {
3400         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3401         u64 expires;
3402
3403         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3404         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3405         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3406                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3407                 return;
3408         }
3409
3410         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
3411                 runtime = cfs_b->runtime;
3412                 cfs_b->runtime = 0;
3413         }
3414         expires = cfs_b->runtime_expires;
3415         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3416
3417         if (!runtime)
3418                 return;
3419
3420         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3421
3422         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3423         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3424                 cfs_b->runtime = runtime;
3425         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3426 }
3427
3428 /*
3429  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3430  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3431  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3432  */
3433 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3434 {
3435         if (!cfs_bandwidth_used())
3436                 return;
3437
3438         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3439         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3440                 return;
3441
3442         /* ensure the group is not already throttled */
3443         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3444                 return;
3445
3446         /* update runtime allocation */
3447         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3448         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3449                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3450 }
3451
3452 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3453 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3454 {
3455         if (!cfs_bandwidth_used())
3456                 return;
3457
3458         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3459                 return;
3460
3461         /*
3462          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3463          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3464          */
3465         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3466                 return;
3467
3468         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3469 }
3470
3471 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3472 {
3473         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3474                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3475         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3476
3477         return HRTIMER_NORESTART;
3478 }
3479
3480 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3481 {
3482         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3483                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3484         ktime_t now;
3485         int overrun;
3486         int idle = 0;
3487
3488         for (;;) {
3489                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3490                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3491
3492                 if (!overrun)
3493                         break;
3494
3495                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3496         }
3497
3498         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3499 }
3500
3501 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3502 {
3503         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3504         cfs_b->runtime = 0;
3505         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3506         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3507
3508         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3509         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3510         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3511         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3512         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3513 }
3514
3515 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3516 {
3517         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3518         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3519 }
3520
3521 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3522 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3523 {
3524         /*
3525          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3526          * period or because we're racing with the tear-down path
3527          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3528          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3529          */
3530         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer)) &&
3531                hrtimer_try_to_cancel(&cfs_b->period_timer) < 0) {
3532                 /* bounce the lock to allow do_sched_cfs_period_timer to run */
3533                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3534                 cpu_relax();
3535                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3536                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3537                 if (cfs_b->timer_active)
3538                         return;
3539         }
3540
3541         cfs_b->timer_active = 1;
3542         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3543 }
3544
3545 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3546 {
3547         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3548         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3549 }
3550
3551 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
3552 {
3553         struct cfs_rq *cfs_rq;
3554
3555         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3556                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3557
3558                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
3559                         continue;
3560
3561                 /*
3562                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
3563                  * there's some valid quota amount
3564                  */
3565                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
3566                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3567                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3568         }
3569 }
3570
3571 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3572 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3573 {
3574         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
3575 }
3576
3577 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
3578                                      unsigned long delta_exec) {}
3579 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3580 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3581 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3582
3583 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3584 {
3585         return 0;
3586 }
3587
3588 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3589 {
3590         return 0;
3591 }
3592
3593 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3594                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3595 {
3596         return 0;
3597 }
3598
3599 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3600
3601 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3602 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3603 #endif
3604
3605 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3606 {
3607         return NULL;
3608 }
3609 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3610 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
3611
3612 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3613
3614 /**************************************************
3615  * CFS operations on tasks:
3616  */
3617
3618 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3619 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3620 {
3621         struct sched_entity *se = &p->se;
3622         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3623
3624         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
3625
3626         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
3627                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
3628                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
3629                 s64 delta = slice - ran;
3630
3631                 if (delta < 0) {
3632                         if (rq->curr == p)
3633                                 resched_task(p);
3634                         return;
3635                 }
3636
3637                 /*
3638                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
3639                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
3640                  */
3641                 if (rq->curr != p)
3642                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
3643
3644                 hrtick_start(rq, delta);
3645         }
3646 }
3647
3648 /*
3649  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
3650  * current task is from our class and nr_running is low enough
3651  * to matter.
3652  */
3653 static void hrtick_update(struct rq *rq)
3654 {
3655         struct task_struct *curr = rq->curr;
3656
3657         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
3658                 return;
3659
3660         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
3661                 hrtick_start_fair(rq, curr);
3662 }
3663 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
3664 static inline void
3665 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3666 {
3667 }
3668
3669 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
3670 {
3671 }
3672 #endif
3673
3674 /*
3675  * The enqueue_task method is called before nr_running is
3676  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
3677  * then put the task into the rbtree:
3678  */
3679 static void
3680 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3681 {
3682         struct cfs_rq *cfs_rq;
3683         struct sched_entity *se = &p->se;
3684
3685         for_each_sched_entity(se) {
3686                 if (se->on_rq)
3687                         break;
3688                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3689                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
3690
3691                 /*
3692                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3693                  *
3694                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3695                  * post the final h_nr_running increment below.
3696                 */
3697                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3698                         break;
3699                 cfs_rq->h_nr_running++;
3700
3701                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
3702         }
3703
3704         for_each_sched_entity(se) {
3705                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3706                 cfs_rq->h_nr_running++;
3707
3708                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3709                         break;
3710
3711                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3712                 update_entity_load_avg(se, 1);
3713         }
3714
3715         if (!se) {
3716                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3717                 inc_nr_running(rq);
3718         }
3719         hrtick_update(rq);
3720 }
3721
3722 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
3723
3724 /*
3725  * The dequeue_task method is called before nr_running is
3726  * decreased. We remove the task from the rbtree and
3727  * update the fair scheduling stats:
3728  */
3729 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3730 {
3731         struct cfs_rq *cfs_rq;
3732         struct sched_entity *se = &p->se;
3733         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
3734
3735         for_each_sched_entity(se) {
3736                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3737                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
3738
3739                 /*
3740                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3741                  *
3742                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3743                  * post the final h_nr_running decrement below.
3744                 */
3745                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3746                         break;
3747                 cfs_rq->h_nr_running--;
3748
3749                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
3750                 if (cfs_rq->load.weight) {
3751                         /*
3752                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
3753                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
3754                          */
3755                         if (task_sleep && parent_entity(se))
3756                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
3757
3758                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
3759                         se = parent_entity(se);
3760                         break;
3761                 }
3762                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
3763         }
3764
3765         for_each_sched_entity(se) {
3766                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3767                 cfs_rq->h_nr_running--;
3768
3769                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3770                         break;
3771
3772                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3773                 update_entity_load_avg(se, 1);
3774         }
3775
3776         if (!se) {
3777                 dec_nr_running(rq);
3778                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
3779         }
3780         hrtick_update(rq);
3781 }
3782
3783 #ifdef CONFIG_SMP
3784 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
3785 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
3786 {
3787         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
3788 }
3789
3790 /*
3791  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
3792  * according to the scheduling class and "nice" value.
3793  *
3794  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
3795  * balance conservatively.
3796  */
3797 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
3798 {
3799         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3800         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3801
3802         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3803                 return total;
3804
3805         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
3806 }
3807
3808 /*
3809  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
3810  * according to the scheduling class and "nice" value.
3811  */
3812 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
3813 {
3814         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3815         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3816
3817         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3818                 return total;
3819
3820         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
3821 }
3822
3823 static unsigned long power_of(int cpu)
3824 {
3825         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
3826 }
3827
3828 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
3829 {
3830         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3831         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
3832         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
3833
3834         if (nr_running)
3835                 return load_avg / nr_running;
3836
3837         return 0;
3838 }
3839
3840 static void record_wakee(struct task_struct *p)
3841 {
3842         /*
3843          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
3844          * about the boundary, really active task won't care
3845          * about the loss.
3846          */
3847         if (jiffies > current->wakee_flip_decay_ts + HZ) {
3848                 current->wakee_flips = 0;
3849                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
3850         }
3851
3852         if (current->last_wakee != p) {
3853                 current->last_wakee = p;
3854                 current->wakee_flips++;
3855         }
3856 }
3857
3858 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
3859 {
3860         struct sched_entity *se = &p->se;
3861         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3862         u64 min_vruntime;
3863
3864 #ifndef CONFIG_64BIT
3865         u64 min_vruntime_copy;
3866
3867         do {
3868                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
3869                 smp_rmb();
3870                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3871         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
3872 #else
3873         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3874 #endif
3875
3876         se->vruntime -= min_vruntime;
3877         record_wakee(p);
3878 }
3879
3880 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3881 /*
3882  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
3883  *
3884  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
3885  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
3886  * can calculate the shift in shares.
3887  *
3888  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
3889  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
3890  * total group weight.
3891  *
3892  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
3893  * distribution (s_i) using:
3894  *
3895  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
3896  *
3897  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
3898  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
3899  * shares distribution (s_i):
3900  *
3901  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
3902  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
3903  *
3904  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
3905  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
3906  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
3907  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
3908  *
3909  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
3910  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
3911  *
3912  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
3913  *
3914  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
3915  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
3916  * weight and shares distributions like:
3917  *
3918  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
3919  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
3920  *
3921  * We can then compute the difference in effective weight by using:
3922  *
3923  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
3924  *
3925  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
3926  *
3927  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
3928  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
3929  * 4/7) times the weight of the group.
3930  */
3931 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3932 {
3933         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
3934
3935         if (!tg->parent || !wl) /* the trivial, non-cgroup case */
3936                 return wl;
3937
3938         for_each_sched_entity(se) {
3939                 long w, W;
3940
3941                 tg = se->my_q->tg;
3942
3943                 /*
3944                  * W = @wg + \Sum rw_j
3945                  */
3946                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
3947
3948                 /*
3949                  * w = rw_i + @wl
3950                  */
3951                 w = se->my_q->load.weight + wl;
3952
3953                 /*
3954                  * wl = S * s'_i; see (2)
3955                  */
3956                 if (W > 0 && w < W)
3957                         wl = (w * tg->shares) / W;
3958                 else
3959                         wl = tg->shares;
3960
3961                 /*
3962                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
3963                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
3964                  * calc_cfs_shares().
3965                  */
3966                 if (wl < MIN_SHARES)
3967                         wl = MIN_SHARES;
3968
3969                 /*
3970                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
3971                  */
3972                 wl -= se->load.weight;
3973
3974                 /*
3975                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
3976                  * the final effective load change on the root group. Since
3977                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
3978                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
3979                  * resulting from this level per the above.
3980                  */
3981                 wg = 0;
3982         }
3983
3984         return wl;
3985 }
3986 #else
3987
3988 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3989 {
3990         return wl;
3991 }
3992
3993 #endif
3994
3995 static int wake_wide(struct task_struct *p)
3996 {
3997         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
3998
3999         /*
4000          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
4001          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
4002          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
4003          */
4004         if (p->wakee_flips > factor) {
4005                 /*
4006                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
4007                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
4008                  * it alone.
4009                  */
4010                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
4011                         return 1;
4012         }
4013
4014         return 0;
4015 }
4016
4017 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4018 {
4019         s64 this_load, load;
4020         int idx, this_cpu, prev_cpu;
4021         unsigned long tl_per_task;
4022         struct task_group *tg;
4023         unsigned long weight;
4024         int balanced;
4025
4026         /*
4027          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
4028          * ourselves around too much.
4029          */
4030         if (wake_wide(p))
4031                 return 0;
4032
4033         idx       = sd->wake_idx;
4034         this_cpu  = smp_processor_id();
4035         prev_cpu  = task_cpu(p);
4036         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4037         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4038
4039         /*
4040          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4041          * effect of the currently running task from the load
4042          * of the current CPU:
4043          */
4044         if (sync) {
4045                 tg = task_group(current);
4046                 weight = current->se.load.weight;
4047
4048                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4049                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4050         }
4051
4052         tg = task_group(p);
4053         weight = p->se.load.weight;
4054
4055         /*
4056          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4057          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4058          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4059          * about that, so that's good too.
4060          *
4061          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4062          * task to be woken on this_cpu.
4063          */
4064         if (this_load > 0) {
4065                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4066
4067                 this_eff_load = 100;
4068                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
4069                 this_eff_load *= this_load +
4070                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4071
4072                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4073                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
4074                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4075
4076                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4077         } else
4078                 balanced = true;
4079
4080         /*
4081          * If the currently running task will sleep within
4082          * a reasonable amount of time then attract this newly
4083          * woken task:
4084          */
4085         if (sync && balanced)
4086                 return 1;
4087
4088         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4089         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
4090
4091         if (balanced ||
4092             (this_load <= load &&
4093              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
4094                 /*
4095                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
4096                  * p is cache cold in this domain, and
4097                  * there is no bad imbalance.
4098                  */
4099                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4100                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4101
4102                 return 1;
4103         }
4104         return 0;
4105 }
4106
4107 /*
4108  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4109  * domain.
4110  */
4111 static struct sched_group *
4112 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4113                   int this_cpu, int load_idx)
4114 {
4115         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4116         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4117         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4118
4119         do {
4120                 unsigned long load, avg_load;
4121                 int local_group;
4122                 int i;
4123
4124                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4125                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4126                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4127                         continue;
4128
4129                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4130                                                sched_group_cpus(group));
4131
4132                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4133                 avg_load = 0;
4134
4135                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4136                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4137                         if (local_group)
4138                                 load = source_load(i, load_idx);
4139                         else
4140                                 load = target_load(i, load_idx);
4141
4142                         avg_load += load;
4143                 }
4144
4145                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
4146                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4147
4148                 if (local_group) {
4149                         this_load = avg_load;
4150                 } else if (avg_load < min_load) {
4151                         min_load = avg_load;
4152                         idlest = group;
4153                 }
4154         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4155
4156         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4157                 return NULL;
4158         return idlest;
4159 }
4160
4161 /*
4162  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4163  */
4164 static int
4165 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4166 {
4167         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4168         int idlest = -1;
4169         int i;
4170
4171         /* Traverse only the allowed CPUs */
4172         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4173                 load = weighted_cpuload(i);
4174
4175                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4176                         min_load = load;
4177                         idlest = i;
4178                 }
4179         }
4180
4181         return idlest;
4182 }
4183
4184 /*
4185  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4186  */
4187 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4188 {
4189         struct sched_domain *sd;
4190         struct sched_group *sg;
4191         int i = task_cpu(p);
4192
4193         if (idle_cpu(target))
4194                 return target;
4195
4196         /*
4197          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4198          */
4199         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4200                 return i;
4201
4202         /*
4203          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4204          */
4205         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4206         for_each_lower_domain(sd) {
4207                 sg = sd->groups;
4208                 do {
4209                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4210                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4211                                 goto next;
4212
4213                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4214                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4215                                         goto next;
4216                         }
4217
4218                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4219                                         tsk_cpus_allowed(p));
4220                         goto done;
4221 next:
4222                         sg = sg->next;
4223                 } while (sg != sd->groups);
4224         }
4225 done:
4226         return target;
4227 }
4228
4229 /*
4230  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
4231  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
4232  * SD_BALANCE_EXEC.
4233  *
4234  * Balance, ie. select the least loaded group.
4235  *
4236  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
4237  *
4238  * preempt must be disabled.
4239  */
4240 static int
4241 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4242 {
4243         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4244         int cpu = smp_processor_id();
4245         int new_cpu = cpu;
4246         int want_affine = 0;
4247         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4248
4249         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
4250                 return prev_cpu;
4251
4252         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4253                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4254                         want_affine = 1;
4255                 new_cpu = prev_cpu;
4256         }
4257
4258         rcu_read_lock();
4259         for_each_domain(cpu, tmp) {
4260                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4261                         continue;
4262
4263                 /*
4264                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4265                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4266                  */
4267                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4268                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4269                         affine_sd = tmp;
4270                         break;
4271                 }
4272
4273                 if (tmp->flags & sd_flag)
4274                         sd = tmp;
4275         }
4276
4277         if (affine_sd) {
4278                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4279                         prev_cpu = cpu;
4280
4281                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4282                 goto unlock;
4283         }
4284
4285         while (sd) {
4286                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
4287                 struct sched_group *group;
4288                 int weight;
4289
4290                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4291                         sd = sd->child;
4292                         continue;
4293                 }
4294
4295                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4296                         load_idx = sd->wake_idx;
4297
4298                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
4299                 if (!group) {
4300                         sd = sd->child;
4301                         continue;
4302                 }
4303
4304                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4305                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4306                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4307                         sd = sd->child;
4308                         continue;
4309                 }
4310
4311                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4312                 cpu = new_cpu;
4313                 weight = sd->span_weight;
4314                 sd = NULL;
4315                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4316                         if (weight <= tmp->span_weight)
4317                                 break;
4318                         if (tmp->flags & sd_flag)
4319                                 sd = tmp;
4320                 }
4321                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4322         }
4323 unlock:
4324         rcu_read_unlock();
4325
4326         return new_cpu;
4327 }
4328
4329 /*
4330  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4331  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4332  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4333  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4334  */
4335 static void
4336 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4337 {
4338         struct sched_entity *se = &p->se;
4339         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4340
4341         /*
4342          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4343          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4344          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4345          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4346          */
4347         if (se->avg.decay_count) {
4348                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4349                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4350                                                 &cfs_rq->removed_load);
4351         }
4352 }
4353 #endif /* CONFIG_SMP */
4354
4355 static unsigned long
4356 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4357 {
4358         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4359
4360         /*
4361          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4362          * to virtual-time in his units.
4363          *
4364          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4365          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4366          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4367          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4368          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4369          *
4370          * This is especially important for buddies when the leftmost
4371          * task is higher priority than the buddy.
4372          */
4373         return calc_delta_fair(gran, se);
4374 }
4375
4376 /*
4377  * Should 'se' preempt 'curr'.
4378  *
4379  *             |s1
4380  *        |s2
4381  *   |s3
4382  *         g
4383  *      |<--->|c
4384  *
4385  *  w(c, s1) = -1
4386  *  w(c, s2) =  0
4387  *  w(c, s3) =  1
4388  *
4389  */
4390 static int
4391 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4392 {
4393         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4394
4395         if (vdiff <= 0)
4396                 return -1;
4397
4398         gran = wakeup_gran(curr, se);
4399         if (vdiff > gran)
4400                 return 1;
4401
4402         return 0;
4403 }
4404
4405 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4406 {
4407         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4408                 return;
4409
4410         for_each_sched_entity(se)
4411                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4412 }
4413
4414 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4415 {
4416         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4417                 return;
4418
4419         for_each_sched_entity(se)
4420                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4421 }
4422
4423 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4424 {
4425         for_each_sched_entity(se)
4426                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4427 }
4428
4429 /*
4430  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4431  */
4432 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4433 {
4434         struct task_struct *curr = rq->curr;
4435         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4436         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4437         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4438         int next_buddy_marked = 0;
4439
4440         if (unlikely(se == pse))
4441                 return;
4442
4443         /*
4444          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
4445          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4446          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4447          * next-buddy nomination below.
4448          */
4449         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4450                 return;
4451
4452         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4453                 set_next_buddy(pse);
4454                 next_buddy_marked = 1;
4455         }
4456
4457         /*
4458          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4459          * wake up path.
4460          *
4461          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4462          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4463          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4464          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4465          * below.
4466          */
4467         if (test_tsk_need_resched(curr))
4468                 return;
4469
4470         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4471         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4472             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4473                 goto preempt;
4474
4475         /*
4476          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4477          * is driven by the tick):
4478          */
4479         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4480                 return;
4481
4482         find_matching_se(&se, &pse);
4483         update_curr(cfs_rq_of(se));
4484         BUG_ON(!pse);
4485         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4486                 /*
4487                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4488                  * triggering this preemption.
4489                  */
4490                 if (!next_buddy_marked)
4491                         set_next_buddy(pse);
4492                 goto preempt;
4493         }
4494
4495         return;
4496
4497 preempt:
4498         resched_task(curr);
4499         /*
4500          * Only set the backward buddy when the current task is still
4501          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4502          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4503          * point, either of which can * drop the rq lock.
4504          *
4505          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4506          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4507          */
4508         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4509                 return;
4510
4511         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4512                 set_last_buddy(se);
4513 }
4514
4515 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
4516 {
4517         struct task_struct *p;
4518         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4519         struct sched_entity *se;
4520
4521         if (!cfs_rq->nr_running)
4522                 return NULL;
4523
4524         do {
4525                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
4526                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4527                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4528         } while (cfs_rq);
4529
4530         p = task_of(se);
4531         if (hrtick_enabled(rq))
4532                 hrtick_start_fair(rq, p);
4533
4534         return p;
4535 }
4536
4537 /*
4538  * Account for a descheduled task:
4539  */
4540 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4541 {
4542         struct sched_entity *se = &prev->se;
4543         struct cfs_rq *cfs_rq;
4544
4545         for_each_sched_entity(se) {
4546                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4547                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
4548         }
4549 }
4550
4551 /*
4552  * sched_yield() is very simple
4553  *
4554  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
4555  */
4556 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
4557 {
4558         struct task_struct *curr = rq->curr;
4559         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4560         struct sched_entity *se = &curr->se;
4561
4562         /*
4563          * Are we the only task in the tree?
4564          */
4565         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
4566                 return;
4567
4568         clear_buddies(cfs_rq, se);
4569
4570         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
4571                 update_rq_clock(rq);
4572                 /*
4573                  * Update run-time statistics of the 'current'.
4574                  */
4575                 update_curr(cfs_rq);
4576                 /*
4577                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
4578                  * so we don't do microscopic update in schedule()
4579                  * and double the fastpath cost.
4580                  */
4581                  rq->skip_clock_update = 1;
4582         }
4583
4584         set_skip_buddy(se);
4585 }
4586
4587 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
4588 {
4589         struct sched_entity *se = &p->se;
4590
4591         /* throttled hierarchies are not runnable */
4592         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
4593                 return false;
4594
4595         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
4596         set_next_buddy(se);
4597
4598         yield_task_fair(rq);
4599
4600         return true;
4601 }
4602
4603 #ifdef CONFIG_SMP
4604 /**************************************************
4605  * Fair scheduling class load-balancing methods.
4606  *
4607  * BASICS
4608  *
4609  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
4610  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
4611  * time to each task. This is expressed in the following equation:
4612  *
4613  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
4614  *
4615  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
4616  * W_i,0 is defined as:
4617  *
4618  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
4619  *
4620  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
4621  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
4622  *
4623  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
4624  * weight:
4625  *
4626  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
4627  *
4628  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
4629  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
4630  * can also include other factors [XXX].
4631  *
4632  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
4633  * directly from (1):
4634  *
4635  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
4636  *
4637  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
4638  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
4639  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
4640  *
4641  * [XXX expand on:
4642  *     - infeasible weights;
4643  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
4644  *
4645  *
4646  * SCHED DOMAINS
4647  *
4648  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
4649  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
4650  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
4651  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
4652  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
4653  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
4654  * the groups.
4655  *
4656  * This yields:
4657  *
4658  *     log_2 n     1     n
4659  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
4660  *     i = 0      2^i   2^i
4661  *                               `- size of each group
4662  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
4663  *         |         `- freq
4664  *         `- sum over all levels
4665  *
4666  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
4667  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
4668  *
4669  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
4670  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
4671  *
4672  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
4673  *
4674  *             log_2 n     
4675  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
4676  *             k = 0
4677  *
4678  * And you'll find that:
4679  *
4680  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
4681  *
4682  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
4683  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
4684  * of:
4685  *
4686  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
4687  *
4688  *
4689  * WORK CONSERVING
4690  *
4691  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
4692  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
4693  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
4694  *
4695  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
4696  * time.
4697  *
4698  * [XXX more?]
4699  *
4700  *
4701  * CGROUPS
4702  *
4703  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
4704  *
4705  *                                s_k,i
4706  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
4707  *                                 S_k
4708  *
4709  * Where
4710  *
4711  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
4712  *
4713  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
4714  *
4715  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
4716  * property.
4717  *
4718  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
4719  *      rewrite all of this once again.]
4720  */ 
4721
4722 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
4723
4724 enum fbq_type { regular, remote, all };
4725
4726 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
4727 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
4728 #define LBF_DST_PINNED  0x04
4729 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
4730
4731 struct lb_env {
4732         struct sched_domain     *sd;
4733
4734         struct rq               *src_rq;
4735         int                     src_cpu;
4736
4737         int                     dst_cpu;
4738         struct rq               *dst_rq;
4739
4740         struct cpumask          *dst_grpmask;
4741         int                     new_dst_cpu;
4742         enum cpu_idle_type      idle;
4743         long                    imbalance;
4744         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
4745         struct cpumask          *cpus;
4746
4747         unsigned int            flags;
4748
4749         unsigned int            loop;
4750         unsigned int            loop_break;
4751         unsigned int            loop_max;
4752
4753         enum fbq_type           fbq_type;
4754 };
4755
4756 /*
4757  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
4758  * Both runqueues must be locked.
4759  */
4760 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4761 {
4762         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
4763         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
4764         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
4765         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
4766 }
4767
4768 /*
4769  * Is this task likely cache-hot:
4770  */
4771 static int
4772 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
4773 {
4774         s64 delta;
4775
4776         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
4777                 return 0;
4778
4779         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
4780                 return 0;
4781
4782         /*
4783          * Buddy candidates are cache hot:
4784          */
4785         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
4786                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
4787                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
4788                 return 1;
4789
4790         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
4791                 return 1;
4792         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
4793                 return 0;
4794
4795         delta = now - p->se.exec_start;
4796
4797         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
4798 }
4799
4800 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4801 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
4802 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4803 {
4804         int src_nid, dst_nid;
4805
4806         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults ||
4807             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
4808                 return false;
4809         }
4810
4811         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4812         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4813
4814         if (src_nid == dst_nid)
4815                 return false;
4816
4817         /* Always encourage migration to the preferred node. */
4818         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
4819                 return true;
4820
4821         /* If both task and group weight improve, this move is a winner. */
4822         if (task_weight(p, dst_nid) > task_weight(p, src_nid) &&
4823             group_weight(p, dst_nid) > group_weight(p, src_nid))
4824                 return true;
4825
4826         return false;
4827 }
4828
4829
4830 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4831 {
4832         int src_nid, dst_nid;
4833
4834         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
4835                 return false;
4836
4837         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
4838                 return false;
4839
4840         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4841         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4842
4843         if (src_nid == dst_nid)
4844                 return false;
4845
4846         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
4847         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
4848                 return true;
4849
4850         /* If either task or group weight get worse, don't do it. */
4851         if (task_weight(p, dst_nid) < task_weight(p, src_nid) ||
4852             group_weight(p, dst_nid) < group_weight(p, src_nid))
4853                 return true;
4854
4855         return false;
4856 }
4857
4858 #else
4859 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
4860                                              struct lb_env *env)
4861 {
4862         return false;
4863 }
4864
4865 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
4866                                              struct lb_env *env)
4867 {
4868         return false;
4869 }
4870 #endif
4871
4872 /*
4873  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
4874  */
4875 static
4876 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4877 {
4878         int tsk_cache_hot = 0;
4879         /*
4880          * We do not migrate tasks that are:
4881          * 1) throttled_lb_pair, or
4882          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
4883          * 3) running (obviously), or
4884          * 4) are cache-hot on their current CPU.
4885          */
4886         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
4887                 return 0;
4888
4889         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4890                 int cpu;
4891
4892                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
4893
4894                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
4895
4896                 /*
4897                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
4898                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
4899                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
4900                  *
4901                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
4902                  * one in current iteration.
4903                  */
4904                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
4905                         return 0;
4906
4907                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
4908                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
4909                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4910                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
4911                                 env->new_dst_cpu = cpu;
4912                                 break;
4913                         }
4914                 }
4915
4916                 return 0;
4917         }
4918
4919         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
4920         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
4921
4922         if (task_running(env->src_rq, p)) {
4923                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
4924                 return 0;
4925         }
4926
4927         /*
4928          * Aggressive migration if:
4929          * 1) destination numa is preferred
4930          * 2) task is cache cold, or
4931          * 3) too many balance attempts have failed.
4932          */
4933         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq), env->sd);
4934         if (!tsk_cache_hot)
4935                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
4936
4937         if (migrate_improves_locality(p, env)) {
4938 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4939                 if (tsk_cache_hot) {
4940                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4941                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4942                 }
4943 #endif
4944                 return 1;
4945         }
4946
4947         if (!tsk_cache_hot ||
4948                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
4949
4950                 if (tsk_cache_hot) {
4951                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4952                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4953                 }
4954
4955                 return 1;
4956         }
4957
4958         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
4959         return 0;
4960 }
4961
4962 /*
4963  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
4964  * part of active balancing operations within "domain".
4965  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4966  *
4967  * Called with both runqueues locked.
4968  */
4969 static int move_one_task(struct lb_env *env)
4970 {
4971         struct task_struct *p, *n;
4972
4973         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
4974                 if (!can_migrate_task(p, env))
4975                         continue;
4976
4977                 move_task(p, env);
4978                 /*
4979                  * Right now, this is only the second place move_task()
4980                  * is called, so we can safely collect move_task()
4981                  * stats here rather than inside move_task().
4982                  */
4983                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
4984                 return 1;
4985         }
4986         return 0;
4987 }
4988
4989 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
4990
4991 /*
4992  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
4993  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
4994  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4995  *
4996  * Called with both runqueues locked.
4997  */
4998 static int move_tasks(struct lb_env *env)
4999 {
5000         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
5001         struct task_struct *p;
5002         unsigned long load;
5003         int pulled = 0;
5004
5005         if (env->imbalance <= 0)
5006                 return 0;
5007
5008         while (!list_empty(tasks)) {
5009                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5010
5011                 env->loop++;
5012                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
5013                 if (env->loop > env->loop_max)
5014                         break;
5015
5016                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
5017                 if (env->loop > env->loop_break) {
5018                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
5019                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
5020                         break;
5021                 }
5022
5023                 if (!can_migrate_task(p, env))
5024                         goto next;
5025
5026                 load = task_h_load(p);
5027
5028                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
5029                         goto next;
5030
5031                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5032                         goto next;
5033
5034                 move_task(p, env);
5035                 pulled++;
5036                 env->imbalance -= load;
5037
5038 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5039                 /*
5040                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5041                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
5042                  * the critical section.
5043                  */
5044                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5045                         break;
5046 #endif
5047
5048                 /*
5049                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5050                  * weighted load.
5051                  */
5052                 if (env->imbalance <= 0)
5053                         break;
5054
5055                 continue;
5056 next:
5057                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5058         }
5059
5060         /*
5061          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
5062          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
5063          * inside move_task().
5064          */
5065         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
5066
5067         return pulled;
5068 }
5069
5070 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5071 /*
5072  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
5073  */
5074 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
5075 {
5076         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5077         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5078
5079         /* throttled entities do not contribute to load */
5080         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5081                 return;
5082
5083         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
5084
5085         if (se) {
5086                 update_entity_load_avg(se, 1);
5087                 /*
5088                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
5089                  * list removal.  This generally implies that all our children
5090                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
5091                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
5092                  * at enqueue.
5093                  *
5094                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
5095                  */
5096                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
5097                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5098         } else {
5099                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5100                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
5101         }
5102 }
5103
5104 static void update_blocked_averages(int cpu)
5105 {
5106         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5107         struct cfs_rq *cfs_rq;
5108         unsigned long flags;
5109
5110         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5111         update_rq_clock(rq);
5112         /*
5113          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5114          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5115          */
5116         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5117                 /*
5118                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5119                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5120                  * groups does not result in continually extending hold time.
5121                  */
5122                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5123         }
5124
5125         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5126 }
5127
5128 /*
5129  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5130  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5131  * group is a fraction of its parents load.
5132  */
5133 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5134 {
5135         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5136         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5137         unsigned long now = jiffies;
5138         unsigned long load;
5139
5140         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5141                 return;
5142
5143         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5144         for_each_sched_entity(se) {
5145                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5146                 cfs_rq->h_load_next = se;
5147                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5148                         break;
5149         }
5150
5151         if (!se) {
5152                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5153                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5154         }
5155
5156         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5157                 load = cfs_rq->h_load;
5158                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5159                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5160                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5161                 cfs_rq->h_load = load;
5162                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5163         }
5164 }
5165
5166 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5167 {
5168         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5169
5170         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5171         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5172                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5173 }
5174 #else
5175 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5176 {
5177 }
5178
5179 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5180 {
5181         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5182 }
5183 #endif
5184
5185 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5186 /*
5187  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5188  */
5189 struct sg_lb_stats {
5190         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5191         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5192         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5193         unsigned long load_per_task;
5194         unsigned long group_power;
5195         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5196         unsigned int group_capacity;
5197         unsigned int idle_cpus;
5198         unsigned int group_weight;
5199         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
5200         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
5201 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5202         unsigned int nr_numa_running;
5203         unsigned int nr_preferred_running;
5204 #endif
5205 };
5206
5207 /*
5208  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5209  *               during load balancing.
5210  */
5211 struct sd_lb_stats {
5212         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5213         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5214         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5215         unsigned long total_pwr;        /* Total power of all groups in sd */
5216         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5217
5218         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5219         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5220 };
5221
5222 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5223 {
5224         /*
5225          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5226          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5227          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5228          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5229          */
5230         *sds = (struct sd_lb_stats){
5231                 .busiest = NULL,
5232                 .local = NULL,
5233                 .total_load = 0UL,
5234                 .total_pwr = 0UL,
5235                 .busiest_stat = {
5236                         .avg_load = 0UL,
5237                 },
5238         };
5239 }
5240
5241 /**
5242  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5243  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5244  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
5245  *
5246  * Return: The load index.
5247  */
5248 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5249                                         enum cpu_idle_type idle)
5250 {
5251         int load_idx;
5252
5253         switch (idle) {
5254         case CPU_NOT_IDLE:
5255                 load_idx = sd->busy_idx;
5256                 break;
5257
5258         case CPU_NEWLY_IDLE:
5259                 load_idx = sd->newidle_idx;
5260                 break;
5261         default:
5262                 load_idx = sd->idle_idx;
5263                 break;
5264         }
5265
5266         return load_idx;
5267 }
5268
5269 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5270 {
5271         return SCHED_POWER_SCALE;
5272 }
5273
5274 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5275 {
5276         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
5277 }
5278
5279 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5280 {
5281         unsigned long weight = sd->span_weight;
5282         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
5283
5284         smt_gain /= weight;
5285
5286         return smt_gain;
5287 }
5288
5289 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5290 {
5291         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
5292 }
5293
5294 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
5295 {
5296         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5297         u64 total, available, age_stamp, avg;
5298
5299         /*
5300          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5301          * we read them once before doing sanity checks on them.
5302          */
5303         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5304         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5305
5306         total = sched_avg_period() + (rq_clock(rq) - age_stamp);
5307
5308         if (unlikely(total < avg)) {
5309                 /* Ensures that power won't end up being negative */
5310                 available = 0;
5311         } else {
5312                 available = total - avg;
5313         }
5314
5315         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
5316                 total = SCHED_POWER_SCALE;
5317
5318         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5319
5320         return div_u64(available, total);
5321 }
5322
5323 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5324 {
5325         unsigned long weight = sd->span_weight;
5326         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
5327         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5328
5329         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
5330                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
5331                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
5332                 else
5333                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
5334
5335                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5336         }
5337
5338         sdg->sgp->power_orig = power;
5339
5340         if (sched_feat(ARCH_POWER))
5341                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
5342         else
5343                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
5344
5345         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5346
5347         power *= scale_rt_power(cpu);
5348         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5349
5350         if (!power)
5351                 power = 1;
5352
5353         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
5354         sdg->sgp->power = power;
5355 }
5356
5357 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5358 {
5359         struct sched_domain *child = sd->child;
5360         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
5361         unsigned long power, power_orig;
5362         unsigned long interval;
5363
5364         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5365         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5366         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
5367
5368         if (!child) {
5369                 update_cpu_power(sd, cpu);
5370                 return;
5371         }
5372
5373         power_orig = power = 0;
5374
5375         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
5376                 /*
5377                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
5378                  * span the current group.
5379                  */
5380
5381                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
5382                         struct sched_group_power *sgp;
5383                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5384
5385                         /*
5386                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_power()
5387                          * gets here before we've attached the domains to the
5388                          * runqueues.
5389                          *
5390                          * Use power_of(), which is set irrespective of domains
5391                          * in update_cpu_power().
5392                          *
5393                          * This avoids power/power_orig from being 0 and
5394                          * causing divide-by-zero issues on boot.
5395                          *
5396                          * Runtime updates will correct power_orig.
5397                          */
5398                         if (unlikely(!rq->sd)) {
5399                                 power_orig += power_of(cpu);
5400                                 power += power_of(cpu);
5401                                 continue;
5402                         }
5403
5404                         sgp = rq->sd->groups->sgp;
5405                         power_orig += sgp->power_orig;
5406                         power += sgp->power;
5407                 }
5408         } else  {
5409                 /*
5410                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
5411                  * span the current group.
5412                  */ 
5413
5414                 group = child->groups;
5415                 do {
5416                         power_orig += group->sgp->power_orig;
5417                         power += group->sgp->power;
5418                         group = group->next;
5419                 } while (group != child->groups);
5420         }
5421
5422         sdg->sgp->power_orig = power_orig;
5423         sdg->sgp->power = power;
5424 }
5425
5426 /*
5427  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
5428  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
5429  * which on its own isn't powerful enough.
5430  *
5431  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
5432  */
5433 static inline int
5434 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
5435 {
5436         /*
5437          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
5438          */
5439         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
5440                 return 0;
5441
5442         /*
5443          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
5444          */
5445         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
5446                 return 1;
5447
5448         return 0;
5449 }
5450
5451 /*
5452  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
5453  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
5454  *
5455  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
5456  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
5457  * Something like:
5458  *
5459  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
5460  *              *     * * *
5461  *
5462  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
5463  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
5464  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
5465  *
5466  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
5467  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
5468  * moving tasks due to affinity constraints.
5469  *
5470  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
5471  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
5472  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
5473  * to create an effective group imbalance.
5474  *
5475  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
5476  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
5477  * subtle and fragile situation.
5478  */
5479
5480 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
5481 {
5482         return group->sgp->imbalance;
5483 }
5484
5485 /*
5486  * Compute the group capacity.
5487  *
5488  * Avoid the issue where N*frac(smt_power) >= 1 creates 'phantom' cores by
5489  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
5490  * and limit power unit capacity with that.
5491  */
5492 static inline int sg_capacity(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
5493 {
5494         unsigned int capacity, smt, cpus;
5495         unsigned int power, power_orig;
5496
5497         power = group->sgp->power;
5498         power_orig = group->sgp->power_orig;
5499         cpus = group->group_weight;
5500
5501         /* smt := ceil(cpus / power), assumes: 1 < smt_power < 2 */
5502         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_POWER_SCALE * cpus, power_orig);
5503         capacity = cpus / smt; /* cores */
5504
5505         capacity = min_t(unsigned, capacity, DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE));
5506         if (!capacity)
5507                 capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5508
5509         return capacity;
5510 }
5511
5512 /**
5513  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
5514  * @env: The load balancing environment.
5515  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
5516  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
5517  * @local_group: Does group contain this_cpu.
5518  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
5519  */
5520 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
5521                         struct sched_group *group, int load_idx,
5522                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
5523 {
5524         unsigned long nr_running;
5525         unsigned long load;
5526         int i;
5527
5528         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
5529
5530         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5531                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5532
5533                 nr_running = rq->nr_running;
5534
5535                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5536                 if (local_group)
5537                         load = target_load(i, load_idx);
5538                 else
5539                         load = source_load(i, load_idx);
5540
5541                 sgs->group_load += load;
5542                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
5543 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5544                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
5545                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
5546 #endif
5547                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
5548                 if (idle_cpu(i))
5549                         sgs->idle_cpus++;
5550         }
5551
5552         /* Adjust by relative CPU power of the group */
5553         sgs->group_power = group->sgp->power;
5554         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / sgs->group_power;
5555
5556         if (sgs->sum_nr_running)
5557                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
5558
5559         sgs->group_weight = group->group_weight;
5560
5561         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
5562         sgs->group_capacity = sg_capacity(env, group);
5563
5564         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
5565                 sgs->group_has_capacity = 1;
5566 }
5567
5568 /**
5569  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
5570  * @env: The load balancing environment.
5571  * @sds: sched_domain statistics
5572  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
5573  * @sgs: sched_group statistics
5574  *
5575  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
5576  * busiest group.
5577  *
5578  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
5579  * busiest group. %false otherwise.
5580  */
5581 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
5582                                    struct sd_lb_stats *sds,
5583                                    struct sched_group *sg,
5584                                    struct sg_lb_stats *sgs)
5585 {
5586         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
5587                 return false;
5588
5589         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
5590                 return true;
5591
5592         if (sgs->group_imb)
5593                 return true;
5594
5595         /*
5596          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
5597          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
5598          * higher than ourself as busy.
5599          */
5600         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
5601             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
5602                 if (!sds->busiest)
5603                         return true;
5604
5605                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
5606                         return true;
5607         }
5608
5609         return false;
5610 }
5611
5612 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5613 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5614 {
5615         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
5616                 return regular;
5617         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
5618                 return remote;
5619         return all;
5620 }
5621
5622 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5623 {
5624         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
5625                 return regular;
5626         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
5627                 return remote;
5628         return all;
5629 }
5630 #else
5631 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5632 {
5633         return all;
5634 }
5635
5636 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5637 {
5638         return regular;
5639 }
5640 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5641
5642 /**
5643  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
5644  * @env: The load balancing environment.
5645  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
5646  */
5647 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5648 {
5649         struct sched_domain *child = env->sd->child;
5650         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5651         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
5652         int load_idx, prefer_sibling = 0;
5653
5654         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
5655                 prefer_sibling = 1;
5656
5657         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
5658
5659         do {
5660                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
5661                 int local_group;
5662
5663                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
5664                 if (local_group) {
5665                         sds->local = sg;
5666                         sgs = &sds->local_stat;
5667
5668                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
5669                             time_after_eq(jiffies, sg->sgp->next_update))
5670                                 update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
5671                 }
5672
5673                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs);
5674
5675                 if (local_group)
5676                         goto next_group;
5677
5678                 /*
5679                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
5680                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
5681                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
5682                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
5683                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
5684                  * extra check prevents the case where you always pull from the
5685                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
5686                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
5687                  */
5688                 if (prefer_sibling && sds->local &&
5689                     sds->local_stat.group_has_capacity)
5690                         sgs->group_capacity = min(sgs->group_capacity, 1U);
5691
5692                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
5693                         sds->busiest = sg;
5694                         sds->busiest_stat = *sgs;
5695                 }
5696
5697 next_group:
5698                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
5699                 sds->total_load += sgs->group_load;
5700                 sds->total_pwr += sgs->group_power;
5701
5702                 sg = sg->next;
5703         } while (sg != env->sd->groups);
5704
5705         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
5706                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
5707 }
5708
5709 /**
5710  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
5711  *                      sched doman.
5712  *
5713  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
5714  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
5715  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
5716  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
5717  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
5718  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
5719  *
5720  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
5721  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
5722  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
5723  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
5724  * number.
5725  *
5726  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
5727  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
5728  *
5729  * @env: The load balancing environment.
5730  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
5731  */
5732 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5733 {
5734         int busiest_cpu;
5735
5736         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
5737                 return 0;
5738
5739         if (!sds->busiest)
5740                 return 0;
5741
5742         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
5743         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
5744                 return 0;
5745
5746         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
5747                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_power,
5748                 SCHED_POWER_SCALE);
5749
5750         return 1;
5751 }
5752
5753 /**
5754  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
5755  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
5756  *                      load balancing.
5757  * @env: The load balancing environment.
5758  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5759  */
5760 static inline
5761 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5762 {
5763         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
5764         unsigned int imbn = 2;
5765         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
5766         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5767
5768         local = &sds->local_stat;
5769         busiest = &sds->busiest_stat;
5770
5771         if (!local->sum_nr_running)
5772                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
5773         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
5774                 imbn = 1;
5775
5776         scaled_busy_load_per_task =
5777                 (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5778                 busiest->group_power;
5779
5780         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
5781             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
5782                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5783                 return;
5784         }
5785
5786         /*
5787          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
5788          * however we may be able to increase total CPU power used by
5789          * moving them.
5790          */
5791
5792         pwr_now += busiest->group_power *
5793                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
5794         pwr_now += local->group_power *
5795                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
5796         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
5797
5798         /* Amount of load we'd subtract */
5799         tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5800                 busiest->group_power;
5801         if (busiest->avg_load > tmp) {
5802                 pwr_move += busiest->group_power *
5803                             min(busiest->load_per_task,
5804                                 busiest->avg_load - tmp);
5805         }
5806
5807         /* Amount of load we'd add */
5808         if (busiest->avg_load * busiest->group_power <
5809             busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) {
5810                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_power) /
5811                       local->group_power;
5812         } else {
5813                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5814                       local->group_power;
5815         }
5816         pwr_move += local->group_power *
5817                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
5818         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
5819
5820         /* Move if we gain throughput */
5821         if (pwr_move > pwr_now)
5822                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5823 }
5824
5825 /**
5826  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
5827  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
5828  * @env: load balance environment
5829  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5830  */
5831 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5832 {
5833         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
5834         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5835
5836         local = &sds->local_stat;
5837         busiest = &sds->busiest_stat;
5838
5839         if (busiest->group_imb) {
5840                 /*
5841                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
5842                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
5843                  */
5844                 busiest->load_per_task =
5845                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
5846         }
5847
5848         /*
5849          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
5850          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
5851          * its cpu_power, while calculating max_load..)
5852          */
5853         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
5854             local->avg_load >= sds->avg_load) {
5855                 env->imbalance = 0;
5856                 return fix_small_imbalance(env, sds);
5857         }
5858
5859         if (!busiest->group_imb) {
5860                 /*
5861                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
5862                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
5863                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
5864                  */
5865                 load_above_capacity =
5866                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity);
5867
5868                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
5869                 load_above_capacity /= busiest->group_power;
5870         }
5871
5872         /*
5873          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
5874          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
5875          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
5876          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
5877          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
5878          * for the minimum possible imbalance.
5879          */
5880         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
5881
5882         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
5883         env->imbalance = min(
5884                 max_pull * busiest->group_power,
5885                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_power
5886         ) / SCHED_POWER_SCALE;
5887
5888         /*
5889          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
5890          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
5891          * a think about bumping its value to force at least one task to be
5892          * moved
5893          */
5894         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
5895                 return fix_small_imbalance(env, sds);
5896 }
5897
5898 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
5899
5900 /**
5901  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
5902  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
5903  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
5904  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
5905  * such a group exists.
5906  *
5907  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
5908  * to restore balance.
5909  *
5910  * @env: The load balancing environment.
5911  *
5912  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
5913  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
5914  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
5915  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
5916  */
5917 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
5918 {
5919         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5920         struct sd_lb_stats sds;
5921
5922         init_sd_lb_stats(&sds);
5923
5924         /*
5925          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
5926          * this level.
5927          */
5928         update_sd_lb_stats(env, &sds);
5929         local = &sds.local_stat;
5930         busiest = &sds.busiest_stat;
5931
5932         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
5933             check_asym_packing(env, &sds))
5934                 return sds.busiest;
5935
5936         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
5937         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
5938                 goto out_balanced;
5939
5940         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
5941
5942         /*
5943          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
5944          * work because they assume all things are equal, which typically
5945          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
5946          */
5947         if (busiest->group_imb)
5948                 goto force_balance;
5949
5950         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
5951         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_capacity &&
5952             !busiest->group_has_capacity)
5953                 goto force_balance;
5954
5955         /*
5956          * If the local group is more busy than the selected busiest group
5957          * don't try and pull any tasks.
5958          */
5959         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
5960                 goto out_balanced;
5961
5962         /*
5963          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
5964          * average load.
5965          */
5966         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
5967                 goto out_balanced;
5968
5969         if (env->idle == CPU_IDLE) {
5970                 /*
5971                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
5972                  * have more tasks than the number of available cpu's and
5973                  * there is no imbalance between this and busiest group
5974                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
5975                  */
5976                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
5977                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
5978                         goto out_balanced;
5979         } else {
5980                 /*
5981                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
5982                  * imbalance_pct to be conservative.
5983                  */
5984                 if (100 * busiest->avg_load <=
5985                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
5986                         goto out_balanced;
5987         }
5988
5989 force_balance:
5990         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
5991         calculate_imbalance(env, &sds);
5992         return sds.busiest;
5993
5994 out_balanced:
5995         env->imbalance = 0;
5996         return NULL;
5997 }
5998
5999 /*
6000  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
6001  */
6002 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
6003                                      struct sched_group *group)
6004 {
6005         struct rq *busiest = NULL, *rq;
6006         unsigned long busiest_load = 0, busiest_power = 1;
6007         int i;
6008
6009         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6010                 unsigned long power, capacity, wl;
6011                 enum fbq_type rt;
6012
6013                 rq = cpu_rq(i);
6014                 rt = fbq_classify_rq(rq);
6015
6016                 /*
6017                  * We classify groups/runqueues into three groups:
6018                  *  - regular: there are !numa tasks
6019                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
6020                  *  - all:     there is no distinction
6021                  *
6022                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
6023                  * ignore those when there's better options.
6024                  *
6025                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
6026                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
6027                  * queue by moving tasks around inside the node.
6028                  *
6029                  * If we cannot move enough load due to this classification
6030                  * the next pass will adjust the group classification and
6031                  * allow migration of more tasks.
6032                  *
6033                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
6034                  */
6035                 if (rt > env->fbq_type)
6036                         continue;
6037
6038                 power = power_of(i);
6039                 capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE);
6040                 if (!capacity)
6041                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
6042
6043                 wl = weighted_cpuload(i);
6044
6045                 /*
6046                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
6047                  * which is not scaled with the cpu power.
6048                  */
6049                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
6050                         continue;
6051
6052                 /*
6053                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6054                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
6055                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
6056                  * running at a lower capacity.
6057                  *
6058                  * Thus we're looking for max(wl_i / power_i), crosswise
6059                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6060                  * to: wl_i * power_j > wl_j * power_i;  where j is our
6061                  * previous maximum.
6062                  */
6063                 if (wl * busiest_power > busiest_load * power) {
6064                         busiest_load = wl;
6065                         busiest_power = power;
6066                         busiest = rq;
6067                 }
6068         }
6069
6070         return busiest;
6071 }
6072
6073 /*
6074  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6075  * so long as it is large enough.
6076  */
6077 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6078
6079 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6080 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6081
6082 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6083 {
6084         struct sched_domain *sd = env->sd;
6085
6086         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6087
6088                 /*
6089                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6090                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6091                  * lowest numbered CPUs.
6092                  */
6093                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6094                         return 1;
6095         }
6096
6097         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6098 }
6099
6100 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6101
6102 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6103 {
6104         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6105         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6106         int cpu, balance_cpu = -1;
6107
6108         /*
6109          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6110          * to do the newly idle load balance.
6111          */
6112         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6113                 return 1;
6114
6115         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6116         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6117         /* Try to find first idle cpu */
6118         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6119                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6120                         continue;
6121
6122                 balance_cpu = cpu;
6123                 break;
6124         }
6125
6126         if (balance_cpu == -1)
6127                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6128
6129         /*
6130          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6131          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6132          */
6133         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6134 }
6135
6136 /*
6137  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6138  * tasks if there is an imbalance.
6139  */
6140 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6141                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6142                         int *continue_balancing)
6143 {
6144         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6145         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6146         struct sched_group *group;
6147         struct rq *busiest;
6148         unsigned long flags;
6149         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
6150
6151         struct lb_env env = {
6152                 .sd             = sd,
6153                 .dst_cpu        = this_cpu,
6154                 .dst_rq         = this_rq,
6155                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6156                 .idle           = idle,
6157                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6158                 .cpus           = cpus,
6159                 .fbq_type       = all,
6160         };
6161
6162         /*
6163          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6164          * other cpus in our group
6165          */
6166         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6167                 env.dst_grpmask = NULL;
6168
6169         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6170
6171         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6172
6173 redo:
6174         if (!should_we_balance(&env)) {
6175                 *continue_balancing = 0;
6176                 goto out_balanced;
6177         }
6178
6179         group = find_busiest_group(&env);
6180         if (!group) {
6181                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6182                 goto out_balanced;
6183         }
6184
6185         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6186         if (!busiest) {
6187                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6188                 goto out_balanced;
6189         }
6190
6191         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6192
6193         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6194
6195         ld_moved = 0;
6196         if (busiest->nr_running > 1) {
6197                 /*
6198                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6199                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6200                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6201                  * correctly treated as an imbalance.
6202                  */
6203                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6204                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6205                 env.src_rq    = busiest;
6206                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6207
6208 more_balance:
6209                 local_irq_save(flags);
6210                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
6211
6212                 /*
6213                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6214                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6215                  */
6216                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
6217                 ld_moved += cur_ld_moved;
6218                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
6219                 local_irq_restore(flags);
6220
6221                 /*
6222                  * some other cpu did the load balance for us.
6223                  */
6224                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
6225                         resched_cpu(env.dst_cpu);
6226
6227                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6228                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6229                         goto more_balance;
6230                 }
6231
6232                 /*
6233                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6234                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6235                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6236                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6237                  * sched_group.
6238                  *
6239                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6240                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6241                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6242                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6243                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6244                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6245                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6246                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6247                  * This however should not happen so much in practice and
6248                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6249                  * excess load moved.
6250                  */
6251                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6252
6253                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6254                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6255
6256                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6257                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6258                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6259                         env.loop         = 0;
6260                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6261
6262                         /*
6263                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6264                          * need to continue with same src_cpu.
6265                          */
6266                         goto more_balance;
6267                 }
6268
6269                 /*
6270                  * We failed to reach balance because of affinity.
6271                  */
6272                 if (sd_parent) {
6273                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgp->imbalance;
6274
6275                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6276                                 *group_imbalance = 1;
6277                         } else if (*group_imbalance)
6278                                 *group_imbalance = 0;
6279                 }
6280
6281                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6282                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6283                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6284                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6285                                 env.loop = 0;
6286                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6287                                 goto redo;
6288                         }
6289                         goto out_balanced;
6290                 }
6291         }
6292
6293         if (!ld_moved) {
6294                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
6295                 /*
6296                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
6297                  * We do not want newidle balance, which can be very
6298                  * frequent, pollute the failure counter causing
6299                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
6300                  */
6301                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
6302                         sd->nr_balance_failed++;
6303
6304                 if (need_active_balance(&env)) {
6305                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6306
6307                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
6308                          * if the curr task on busiest cpu can't be
6309                          * moved to this_cpu
6310                          */
6311                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
6312                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
6313                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
6314                                                             flags);
6315                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6316                                 goto out_one_pinned;
6317                         }
6318
6319                         /*
6320                          * ->active_balance synchronizes accesses to
6321                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
6322                          * only after active load balance is finished.
6323                          */
6324                         if (!busiest->active_balance) {
6325                                 busiest->active_balance = 1;
6326                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
6327                                 active_balance = 1;
6328                         }
6329                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
6330
6331                         if (active_balance) {
6332                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
6333                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
6334                                         &busiest->active_balance_work);
6335                         }
6336
6337                         /*
6338                          * We've kicked active balancing, reset the failure
6339                          * counter.
6340                          */
6341                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
6342                 }
6343         } else
6344                 sd->nr_balance_failed = 0;
6345
6346         if (likely(!active_balance)) {
6347                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
6348                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
6349         } else {
6350                 /*
6351                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
6352                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
6353                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
6354                  * move_tasks).
6355                  */
6356                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
6357                         sd->balance_interval *= 2;
6358         }
6359
6360         goto out;
6361
6362 out_balanced:
6363         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
6364
6365         sd->nr_balance_failed = 0;
6366
6367 out_one_pinned:
6368         /* tune up the balancing interval */
6369         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
6370                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
6371                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
6372                 sd->balance_interval *= 2;
6373
6374         ld_moved = 0;
6375 out:
6376         return ld_moved;
6377 }
6378
6379 /*
6380  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
6381  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
6382  */
6383 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
6384 {
6385         struct sched_domain *sd;
6386         int pulled_task = 0;
6387         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
6388         u64 curr_cost = 0;
6389
6390         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
6391
6392         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
6393                 return;
6394
6395         /*
6396          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
6397          */
6398         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
6399
6400         update_blocked_averages(this_cpu);
6401         rcu_read_lock();
6402         for_each_domain(this_cpu, sd) {
6403                 unsigned long interval;
6404                 int continue_balancing = 1;
6405                 u64 t0, domain_cost;
6406
6407                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6408                         continue;
6409
6410                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
6411                         break;
6412
6413                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
6414                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
6415
6416                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
6417                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
6418                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
6419                                                    &continue_balancing);
6420
6421                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
6422                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
6423                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
6424
6425                         curr_cost += domain_cost;
6426                 }
6427
6428                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6429                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
6430                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6431                 if (pulled_task) {
6432                         this_rq->idle_stamp = 0;
6433                         break;
6434                 }
6435         }
6436         rcu_read_unlock();
6437
6438         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
6439
6440         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
6441                 /*
6442                  * We are going idle. next_balance may be set based on
6443                  * a busy processor. So reset next_balance.
6444                  */
6445                 this_rq->next_balance = next_balance;
6446         }
6447
6448         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
6449                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
6450 }
6451
6452 /*
6453  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
6454  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
6455  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
6456  * avoids physical / logical imbalances.
6457  */
6458 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
6459 {
6460         struct rq *busiest_rq = data;
6461         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
6462         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
6463         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
6464         struct sched_domain *sd;
6465
6466         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
6467
6468         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
6469         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
6470                      !busiest_rq->active_balance))
6471                 goto out_unlock;
6472
6473         /* Is there any task to move? */
6474         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
6475                 goto out_unlock;
6476
6477         /*
6478          * This condition is "impossible", if it occurs
6479          * we need to fix it. Originally reported by
6480          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
6481          */
6482         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
6483
6484         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
6485         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
6486
6487         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
6488         rcu_read_lock();
6489         for_each_domain(target_cpu, sd) {
6490                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
6491                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
6492                                 break;
6493         }
6494
6495         if (likely(sd)) {
6496                 struct lb_env env = {
6497                         .sd             = sd,
6498                         .dst_cpu        = target_cpu,
6499                         .dst_rq         = target_rq,
6500                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
6501                         .src_rq         = busiest_rq,
6502                         .idle           = CPU_IDLE,
6503                 };
6504
6505                 schedstat_inc(sd, alb_count);
6506
6507                 if (move_one_task(&env))
6508                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
6509                 else
6510                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
6511         }
6512         rcu_read_unlock();
6513         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
6514 out_unlock:
6515         busiest_rq->active_balance = 0;
6516         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
6517         return 0;
6518 }
6519
6520 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6521 /*
6522  * idle load balancing details
6523  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
6524  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
6525  *   load balancing for all the idle CPUs.
6526  */
6527 static struct {
6528         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6529         atomic_t nr_cpus;
6530         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6531 } nohz ____cacheline_aligned;
6532
6533 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
6534 {
6535         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
6536
6537         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
6538                 return ilb;
6539
6540         return nr_cpu_ids;
6541 }
6542
6543 /*
6544  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
6545  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
6546  * CPU (if there is one).
6547  */
6548 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
6549 {
6550         int ilb_cpu;
6551
6552         nohz.next_balance++;
6553
6554         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
6555
6556         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
6557                 return;
6558
6559         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
6560                 return;
6561         /*
6562          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
6563          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
6564          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
6565          * will be run before returning from the IPI.
6566          */
6567         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
6568         return;
6569 }
6570
6571 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
6572 {
6573         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
6574                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6575                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
6576                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6577         }
6578 }
6579
6580 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
6581 {
6582         struct sched_domain *sd;
6583         int cpu = smp_processor_id();
6584
6585         rcu_read_lock();
6586         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
6587
6588         if (!sd || !sd->nohz_idle)
6589                 goto unlock;
6590         sd->nohz_idle = 0;
6591
6592         atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6593 unlock:
6594         rcu_read_unlock();
6595 }
6596
6597 void set_cpu_sd_state_idle(void)
6598 {
6599         struct sched_domain *sd;
6600         int cpu = smp_processor_id();
6601
6602         rcu_read_lock();
6603         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
6604
6605         if (!sd || sd->nohz_idle)
6606                 goto unlock;
6607         sd->nohz_idle = 1;
6608
6609         atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6610 unlock:
6611         rcu_read_unlock();
6612 }
6613
6614 /*
6615  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
6616  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
6617  */
6618 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
6619 {
6620         /*
6621          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
6622          */
6623         if (!cpu_active(cpu))
6624                 return;
6625
6626         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
6627                 return;
6628
6629         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6630         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
6631         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6632 }
6633
6634 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
6635                                         unsigned long action, void *hcpu)
6636 {
6637         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6638         case CPU_DYING:
6639                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
6640                 return NOTIFY_OK;
6641         default:
6642                 return NOTIFY_DONE;
6643         }
6644 }
6645 #endif
6646
6647 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
6648
6649 /*
6650  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
6651  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
6652  */
6653 void update_max_interval(void)
6654 {
6655         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
6656 }
6657
6658 /*
6659  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
6660  * and initiates a balancing operation if so.
6661  *
6662  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
6663  */
6664 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
6665 {
6666         int continue_balancing = 1;
6667         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6668         unsigned long interval;
6669         struct sched_domain *sd;
6670         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
6671         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
6672         int update_next_balance = 0;
6673         int need_serialize, need_decay = 0;
6674         u64 max_cost = 0;
6675
6676         update_blocked_averages(cpu);
6677
6678         rcu_read_lock();
6679         for_each_domain(cpu, sd) {
6680                 /*
6681                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
6682                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
6683                  */
6684                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
6685                         sd->max_newidle_lb_cost =
6686                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
6687                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
6688                         need_decay = 1;
6689                 }
6690                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
6691
6692                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6693                         continue;
6694
6695                 /*
6696                  * Stop the load balance at this level. There is another
6697                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
6698                  * actively.
6699                  */
6700                 if (!continue_balancing) {
6701                         if (need_decay)
6702                                 continue;
6703                         break;
6704                 }
6705
6706                 interval = sd->balance_interval;
6707                 if (idle != CPU_IDLE)
6708                         interval *= sd->busy_factor;
6709
6710                 /* scale ms to jiffies */
6711                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
6712                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6713
6714                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
6715
6716                 if (need_serialize) {
6717                         if (!spin_trylock(&balancing))
6718                                 goto out;
6719                 }
6720
6721                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
6722                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
6723                                 /*
6724                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
6725                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
6726                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
6727                                  */
6728                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6729                         }
6730                         sd->last_balance = jiffies;
6731                 }
6732                 if (need_serialize)
6733                         spin_unlock(&balancing);
6734 out:
6735                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
6736                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6737                         update_next_balance = 1;
6738                 }
6739         }
6740         if (need_decay) {
6741                 /*
6742                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
6743                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
6744                  */
6745                 rq->max_idle_balance_cost =
6746                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
6747         }
6748         rcu_read_unlock();
6749
6750         /*
6751          * next_balance will be updated only when there is a need.
6752          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
6753          * updated.
6754          */
6755         if (likely(update_next_balance))
6756                 rq->next_balance = next_balance;
6757 }
6758
6759 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6760 /*
6761  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
6762  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
6763  */
6764 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
6765 {
6766         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
6767         struct rq *rq;
6768         int balance_cpu;
6769
6770         if (idle != CPU_IDLE ||
6771             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
6772                 goto end;
6773
6774         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
6775                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
6776                         continue;
6777
6778                 /*
6779                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
6780                  * work being done for other cpus. Next load
6781                  * balancing owner will pick it up.
6782                  */
6783                 if (need_resched())
6784                         break;
6785
6786                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
6787
6788                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
6789                 update_rq_clock(rq);
6790                 update_idle_cpu_load(rq);
6791                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
6792
6793                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
6794
6795                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
6796                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
6797         }
6798         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
6799 end:
6800         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
6801 }
6802
6803 /*
6804  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
6805  * of an idle cpu is the system.
6806  *   - This rq has more than one task.
6807  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
6808  *     busy cpu's exceeding the group's power.
6809  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
6810  *     domain span are idle.
6811  */
6812 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
6813 {
6814         unsigned long now = jiffies;
6815         struct sched_domain *sd;
6816         struct sched_group_power *sgp;
6817         int nr_busy;
6818
6819         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
6820                 return 0;
6821
6822        /*
6823         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
6824         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
6825         */
6826         set_cpu_sd_state_busy();
6827         nohz_balance_exit_idle(cpu);
6828
6829         /*
6830          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
6831          * balancing.
6832          */
6833         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
6834                 return 0;
6835
6836         if (time_before(now, nohz.next_balance))
6837                 return 0;
6838
6839         if (rq->nr_running >= 2)
6840                 goto need_kick;
6841
6842         rcu_read_lock();
6843         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
6844
6845         if (sd) {
6846                 sgp = sd->groups->sgp;
6847                 nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
6848
6849                 if (nr_busy > 1)
6850                         goto need_kick_unlock;
6851         }
6852
6853         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
6854
6855         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
6856                                   sched_domain_span(sd)) < cpu))
6857                 goto need_kick_unlock;
6858
6859         rcu_read_unlock();
6860         return 0;
6861
6862 need_kick_unlock:
6863         rcu_read_unlock();
6864 need_kick:
6865         return 1;
6866 }
6867 #else
6868 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
6869 #endif
6870
6871 /*
6872  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
6873  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
6874  */
6875 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
6876 {
6877         int this_cpu = smp_processor_id();
6878         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
6879         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
6880                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6881
6882         rebalance_domains(this_cpu, idle);
6883
6884         /*
6885          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
6886          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
6887          * stopped.
6888          */
6889         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
6890 }
6891
6892 static inline int on_null_domain(int cpu)
6893 {
6894         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
6895 }
6896
6897 /*
6898  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
6899  */
6900 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
6901 {
6902         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
6903         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
6904             likely(!on_null_domain(cpu)))
6905                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
6906 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6907         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
6908                 nohz_balancer_kick(cpu);
6909 #endif
6910 }
6911
6912 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
6913 {
6914         update_sysctl();
6915 }
6916
6917 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
6918 {
6919         update_sysctl();
6920
6921         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
6922         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
6923 }
6924
6925 #endif /* CONFIG_SMP */
6926
6927 /*
6928  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
6929  */
6930 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
6931 {
6932         struct cfs_rq *cfs_rq;
6933         struct sched_entity *se = &curr->se;
6934
6935         for_each_sched_entity(se) {
6936                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6937                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
6938         }
6939
6940         if (numabalancing_enabled)
6941                 task_tick_numa(rq, curr);
6942
6943         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
6944 }
6945
6946 /*
6947  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
6948  *  - child not yet on the tasklist
6949  *  - preemption disabled
6950  */
6951 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
6952 {
6953         struct cfs_rq *cfs_rq;
6954         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
6955         int this_cpu = smp_processor_id();
6956         struct rq *rq = this_rq();
6957         unsigned long flags;
6958
6959         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6960
6961         update_rq_clock(rq);
6962
6963         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
6964         curr = cfs_rq->curr;
6965
6966         /*
6967          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
6968          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
6969          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
6970          * of child point to valid ones.
6971          */
6972         rcu_read_lock();
6973         __set_task_cpu(p, this_cpu);
6974         rcu_read_unlock();
6975
6976         update_curr(cfs_rq);
6977
6978         if (curr)
6979                 se->vruntime = curr->vruntime;
6980         place_entity(cfs_rq, se, 1);
6981
6982         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
6983                 /*
6984                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
6985                  * 'current' within the tree based on its new key value.
6986                  */
6987                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
6988                 resched_task(rq->curr);
6989         }
6990
6991         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6992
6993         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6994 }
6995
6996 /*
6997  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
6998  * the current task.
6999  */
7000 static void
7001 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
7002 {
7003         if (!p->se.on_rq)
7004                 return;
7005
7006         /*
7007          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
7008          * our priority decreased, or if we are not currently running on
7009          * this runqueue and our priority is higher than the current's
7010          */
7011         if (rq->curr == p) {
7012                 if (p->prio > oldprio)
7013                         resched_task(rq->curr);
7014         } else
7015                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7016 }
7017
7018 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7019 {
7020         struct sched_entity *se = &p->se;
7021         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7022
7023         /*
7024          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
7025          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
7026          * do the right thing.
7027          *
7028          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
7029          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
7030          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
7031          */
7032         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
7033                 /*
7034                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
7035                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
7036                  */
7037                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
7038                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7039         }
7040
7041 #ifdef CONFIG_SMP
7042         /*
7043         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
7044         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
7045         * switch back.
7046         */
7047         if (se->avg.decay_count) {
7048                 __synchronize_entity_decay(se);
7049                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
7050         }
7051 #endif
7052 }
7053
7054 /*
7055  * We switched to the sched_fair class.
7056  */
7057 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7058 {
7059         if (!p->se.on_rq)
7060                 return;
7061
7062         /*
7063          * We were most likely switched from sched_rt, so
7064          * kick off the schedule if running, otherwise just see
7065          * if we can still preempt the current task.
7066          */
7067         if (rq->curr == p)
7068                 resched_task(rq->curr);
7069         else
7070                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7071 }
7072
7073 /* Account for a task changing its policy or group.
7074  *
7075  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
7076  * migrates between groups/classes.
7077  */
7078 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
7079 {
7080         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
7081
7082         for_each_sched_entity(se) {
7083                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7084
7085                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7086                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
7087                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
7088         }
7089 }
7090
7091 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7092 {
7093         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7094         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7095 #ifndef CONFIG_64BIT
7096         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7097 #endif
7098 #ifdef CONFIG_SMP
7099         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
7100         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
7101 #endif
7102 }
7103
7104 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7105 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
7106 {
7107         struct cfs_rq *cfs_rq;
7108         /*
7109          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7110          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7111          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7112          * bonus in place_entity()).
7113          *
7114          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7115          * ->vruntime to a relative base.
7116          *
7117          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7118          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7119          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7120          */
7121         /*
7122          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7123          * But there are some cases where it has already been normalized:
7124          *
7125          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7126          *   wake_up_new_task().
7127          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7128          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7129          *
7130          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7131          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7132          */
7133         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7134                 on_rq = 1;
7135
7136         if (!on_rq)
7137                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
7138         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7139         if (!on_rq) {
7140                 cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
7141                 p->se.vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7142 #ifdef CONFIG_SMP
7143                 /*
7144                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
7145                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
7146                  * decay.
7147                  */
7148                 p->se.avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
7149                 cfs_rq->blocked_load_avg += p->se.avg.load_avg_contrib;
7150 #endif
7151         }
7152 }
7153
7154 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
7155 {
7156         int i;
7157
7158         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7159
7160         for_each_possible_cpu(i) {
7161                 if (tg->cfs_rq)
7162                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
7163                 if (tg->se)
7164                         kfree(tg->se[i]);
7165         }
7166
7167         kfree(tg->cfs_rq);
7168         kfree(tg->se);
7169 }
7170
7171 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7172 {
7173         struct cfs_rq *cfs_rq;
7174         struct sched_entity *se;
7175         int i;
7176
7177         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7178         if (!tg->cfs_rq)
7179                 goto err;
7180         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7181         if (!tg->se)
7182                 goto err;
7183
7184         tg->shares = NICE_0_LOAD;
7185
7186         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7187
7188         for_each_possible_cpu(i) {
7189                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
7190                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7191                 if (!cfs_rq)
7192                         goto err;
7193
7194                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
7195                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7196                 if (!se)
7197                         goto err_free_rq;
7198
7199                 init_cfs_rq(cfs_rq);
7200                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
7201         }
7202
7203         return 1;
7204
7205 err_free_rq:
7206         kfree(cfs_rq);
7207 err:
7208         return 0;
7209 }
7210
7211 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
7212 {
7213         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7214         unsigned long flags;
7215
7216         /*
7217         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
7218         * check on_list without danger of it being re-added.
7219         */
7220         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
7221                 return;
7222
7223         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7224         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
7225         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7226 }
7227
7228 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
7229                         struct sched_entity *se, int cpu,
7230                         struct sched_entity *parent)
7231 {
7232         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7233
7234         cfs_rq->tg = tg;
7235         cfs_rq->rq = rq;
7236         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
7237
7238         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
7239         tg->se[cpu] = se;
7240
7241         /* se could be NULL for root_task_group */
7242         if (!se)
7243                 return;
7244
7245         if (!parent)
7246                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
7247         else
7248                 se->cfs_rq = parent->my_q;
7249
7250         se->my_q = cfs_rq;
7251         /* guarantee group entities always have weight */
7252         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
7253         se->parent = parent;
7254 }
7255
7256 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
7257
7258 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
7259 {
7260         int i;
7261         unsigned long flags;
7262
7263         /*
7264          * We can't change the weight of the root cgroup.
7265          */
7266         if (!tg->se[0])
7267                 return -EINVAL;
7268
7269         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
7270
7271         mutex_lock(&shares_mutex);
7272         if (tg->shares == shares)
7273                 goto done;
7274
7275         tg->shares = shares;
7276         for_each_possible_cpu(i) {
7277                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7278                 struct sched_entity *se;
7279
7280                 se = tg->se[i];
7281                 /* Propagate contribution to hierarchy */
7282                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7283
7284                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
7285                 update_rq_clock(rq);
7286                 for_each_sched_entity(se)
7287                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
7288                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7289         }
7290
7291 done:
7292         mutex_unlock(&shares_mutex);
7293         return 0;
7294 }
7295 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7296
7297 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
7298
7299 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7300 {
7301         return 1;
7302 }
7303
7304 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
7305
7306 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7307
7308
7309 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
7310 {
7311         struct sched_entity *se = &task->se;
7312         unsigned int rr_interval = 0;
7313
7314         /*
7315          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
7316          * idle runqueue:
7317          */
7318         if (rq->cfs.load.weight)
7319                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
7320
7321         return rr_interval;
7322 }
7323
7324 /*
7325  * All the scheduling class methods:
7326  */
7327 const struct sched_class fair_sched_class = {
7328         .next                   = &idle_sched_class,
7329         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
7330         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
7331         .yield_task             = yield_task_fair,
7332         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
7333
7334         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
7335
7336         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
7337         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
7338
7339 #ifdef CONFIG_SMP
7340         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
7341         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
7342
7343         .rq_online              = rq_online_fair,
7344         .rq_offline             = rq_offline_fair,
7345
7346         .task_waking            = task_waking_fair,
7347 #endif
7348
7349         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
7350         .task_tick              = task_tick_fair,
7351         .task_fork              = task_fork_fair,
7352
7353         .prio_changed           = prio_changed_fair,
7354         .switched_from          = switched_from_fair,
7355         .switched_to            = switched_to_fair,
7356
7357         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
7358
7359 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7360         .task_move_group        = task_move_group_fair,
7361 #endif
7362 };
7363
7364 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7365 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
7366 {
7367         struct cfs_rq *cfs_rq;
7368
7369         rcu_read_lock();
7370         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
7371                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
7372         rcu_read_unlock();
7373 }
7374 #endif
7375
7376 __init void init_sched_fair_class(void)
7377 {
7378 #ifdef CONFIG_SMP
7379         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
7380
7381 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7382         nohz.next_balance = jiffies;
7383         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
7384         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
7385 #endif
7386 #endif /* SMP */
7387
7388 }