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