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