]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - kernel/sched/fair.c
e7884dc3416d27f5a77f67edb24a880574728bdc
[~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 unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
685
686 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
687
688 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
689 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
690 {
691         u32 slice;
692
693         p->se.avg.decay_count = 0;
694         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
695         p->se.avg.runnable_avg_sum = slice;
696         p->se.avg.runnable_avg_period = slice;
697         __update_task_entity_contrib(&p->se);
698 }
699 #else
700 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
701 {
702 }
703 #endif
704
705 /*
706  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
707  * are not in our scheduling class.
708  */
709 static inline void
710 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
711               unsigned long delta_exec)
712 {
713         unsigned long delta_exec_weighted;
714
715         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
716                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
717
718         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
719         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
720         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
721
722         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
723         update_min_vruntime(cfs_rq);
724 }
725
726 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
727 {
728         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
729         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
730         unsigned long delta_exec;
731
732         if (unlikely(!curr))
733                 return;
734
735         /*
736          * Get the amount of time the current task was running
737          * since the last time we changed load (this cannot
738          * overflow on 32 bits):
739          */
740         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
741         if (!delta_exec)
742                 return;
743
744         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
745         curr->exec_start = now;
746
747         if (entity_is_task(curr)) {
748                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
749
750                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
751                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
752                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
753         }
754
755         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
756 }
757
758 static inline void
759 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
760 {
761         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
762 }
763
764 /*
765  * Task is being enqueued - update stats:
766  */
767 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
768 {
769         /*
770          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
771          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
772          */
773         if (se != cfs_rq->curr)
774                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
775 }
776
777 static void
778 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
779 {
780         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
781                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
782         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
783         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
784                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
785 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
786         if (entity_is_task(se)) {
787                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
788                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
789         }
790 #endif
791         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
792 }
793
794 static inline void
795 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
796 {
797         /*
798          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
799          * waiting task:
800          */
801         if (se != cfs_rq->curr)
802                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
803 }
804
805 /*
806  * We are picking a new current task - update its stats:
807  */
808 static inline void
809 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
810 {
811         /*
812          * We are starting a new run period:
813          */
814         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
815 }
816
817 /**************************************************
818  * Scheduling class queueing methods:
819  */
820
821 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
822 /*
823  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
824  * calculated based on the tasks virtual memory size and
825  * numa_balancing_scan_size.
826  */
827 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
828 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
829
830 /* Portion of address space to scan in MB */
831 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
832
833 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
834 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
835
836 /*
837  * After skipping a page migration on a shared page, skip N more numa page
838  * migrations unconditionally. This reduces the number of NUMA migrations
839  * in shared memory workloads, and has the effect of pulling tasks towards
840  * where their memory lives, over pulling the memory towards the task.
841  */
842 unsigned int sysctl_numa_balancing_migrate_deferred = 16;
843
844 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
845 {
846         unsigned long rss = 0;
847         unsigned long nr_scan_pages;
848
849         /*
850          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
851          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
852          * on resident pages
853          */
854         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
855         rss = get_mm_rss(p->mm);
856         if (!rss)
857                 rss = nr_scan_pages;
858
859         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
860         return rss / nr_scan_pages;
861 }
862
863 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
864 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
865
866 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
867 {
868         unsigned int scan, floor;
869         unsigned int windows = 1;
870
871         if (sysctl_numa_balancing_scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
872                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / sysctl_numa_balancing_scan_size;
873         floor = 1000 / windows;
874
875         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
876         return max_t(unsigned int, floor, scan);
877 }
878
879 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
880 {
881         unsigned int smin = task_scan_min(p);
882         unsigned int smax;
883
884         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
885         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
886         return max(smin, smax);
887 }
888
889 /*
890  * Once a preferred node is selected the scheduler balancer will prefer moving
891  * a task to that node for sysctl_numa_balancing_settle_count number of PTE
892  * scans. This will give the process the chance to accumulate more faults on
893  * the preferred node but still allow the scheduler to move the task again if
894  * the nodes CPUs are overloaded.
895  */
896 unsigned int sysctl_numa_balancing_settle_count __read_mostly = 4;
897
898 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
899 {
900         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
901         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
902 }
903
904 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
905 {
906         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
907         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
908 }
909
910 struct numa_group {
911         atomic_t refcount;
912
913         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
914         int nr_tasks;
915         pid_t gid;
916         struct list_head task_list;
917
918         struct rcu_head rcu;
919         atomic_long_t total_faults;
920         atomic_long_t faults[0];
921 };
922
923 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
924 {
925         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
926 }
927
928 static inline int task_faults_idx(int nid, int priv)
929 {
930         return 2 * nid + priv;
931 }
932
933 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
934 {
935         if (!p->numa_faults)
936                 return 0;
937
938         return p->numa_faults[task_faults_idx(nid, 0)] +
939                 p->numa_faults[task_faults_idx(nid, 1)];
940 }
941
942 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
943 {
944         if (!p->numa_group)
945                 return 0;
946
947         return atomic_long_read(&p->numa_group->faults[2*nid]) +
948                atomic_long_read(&p->numa_group->faults[2*nid+1]);
949 }
950
951 /*
952  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
953  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
954  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
955  * evenly spread out between numa nodes.
956  */
957 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid)
958 {
959         unsigned long total_faults;
960
961         if (!p->numa_faults)
962                 return 0;
963
964         total_faults = p->total_numa_faults;
965
966         if (!total_faults)
967                 return 0;
968
969         return 1000 * task_faults(p, nid) / total_faults;
970 }
971
972 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid)
973 {
974         unsigned long total_faults;
975
976         if (!p->numa_group)
977                 return 0;
978
979         total_faults = atomic_long_read(&p->numa_group->total_faults);
980
981         if (!total_faults)
982                 return 0;
983
984         return 1000 * group_faults(p, nid) / total_faults;
985 }
986
987 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
988 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
989 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
990 static unsigned long power_of(int cpu);
991 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
992
993 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
994 struct numa_stats {
995         unsigned long nr_running;
996         unsigned long load;
997
998         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
999         unsigned long power;
1000
1001         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1002         unsigned long capacity;
1003         int has_capacity;
1004 };
1005
1006 /*
1007  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1008  */
1009 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1010 {
1011         int cpu;
1012
1013         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1014         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1015                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1016
1017                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1018                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1019                 ns->power += power_of(cpu);
1020         }
1021
1022         ns->load = (ns->load * SCHED_POWER_SCALE) / ns->power;
1023         ns->capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(ns->power, SCHED_POWER_SCALE);
1024         ns->has_capacity = (ns->nr_running < ns->capacity);
1025 }
1026
1027 struct task_numa_env {
1028         struct task_struct *p;
1029
1030         int src_cpu, src_nid;
1031         int dst_cpu, dst_nid;
1032
1033         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1034
1035         int imbalance_pct, idx;
1036
1037         struct task_struct *best_task;
1038         long best_imp;
1039         int best_cpu;
1040 };
1041
1042 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1043                              struct task_struct *p, long imp)
1044 {
1045         if (env->best_task)
1046                 put_task_struct(env->best_task);
1047         if (p)
1048                 get_task_struct(p);
1049
1050         env->best_task = p;
1051         env->best_imp = imp;
1052         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1053 }
1054
1055 /*
1056  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1057  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1058  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1059  * be exchanged with the source task
1060  */
1061 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1062                               long taskimp, long groupimp)
1063 {
1064         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1065         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1066         struct task_struct *cur;
1067         long dst_load, src_load;
1068         long load;
1069         long imp = (groupimp > 0) ? groupimp : taskimp;
1070
1071         rcu_read_lock();
1072         cur = ACCESS_ONCE(dst_rq->curr);
1073         if (cur->pid == 0) /* idle */
1074                 cur = NULL;
1075
1076         /*
1077          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1078          * source and destination node. Calculate the total differential for
1079          * the source task and potential destination task. The more negative
1080          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1081          * be incurred if the tasks were swapped.
1082          */
1083         if (cur) {
1084                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1085                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1086                         goto unlock;
1087
1088                 /*
1089                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1090                  * in any group then look only at task weights.
1091                  */
1092                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1093                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid) -
1094                               task_weight(cur, env->dst_nid);
1095                         /*
1096                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1097                          * tasks within a group over tiny differences.
1098                          */
1099                         if (cur->numa_group)
1100                                 imp -= imp/16;
1101                 } else {
1102                         /*
1103                          * Compare the group weights. If a task is all by
1104                          * itself (not part of a group), use the task weight
1105                          * instead.
1106                          */
1107                         if (env->p->numa_group)
1108                                 imp = groupimp;
1109                         else
1110                                 imp = taskimp;
1111
1112                         if (cur->numa_group)
1113                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid) -
1114                                        group_weight(cur, env->dst_nid);
1115                         else
1116                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid) -
1117                                        task_weight(cur, env->dst_nid);
1118                 }
1119         }
1120
1121         if (imp < env->best_imp)
1122                 goto unlock;
1123
1124         if (!cur) {
1125                 /* Is there capacity at our destination? */
1126                 if (env->src_stats.has_capacity &&
1127                     !env->dst_stats.has_capacity)
1128                         goto unlock;
1129
1130                 goto balance;
1131         }
1132
1133         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1134         if (src_rq->nr_running == 1 && dst_rq->nr_running == 1)
1135                 goto assign;
1136
1137         /*
1138          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1139          */
1140 balance:
1141         dst_load = env->dst_stats.load;
1142         src_load = env->src_stats.load;
1143
1144         /* XXX missing power terms */
1145         load = task_h_load(env->p);
1146         dst_load += load;
1147         src_load -= load;
1148
1149         if (cur) {
1150                 load = task_h_load(cur);
1151                 dst_load -= load;
1152                 src_load += load;
1153         }
1154
1155         /* make src_load the smaller */
1156         if (dst_load < src_load)
1157                 swap(dst_load, src_load);
1158
1159         if (src_load * env->imbalance_pct < dst_load * 100)
1160                 goto unlock;
1161
1162 assign:
1163         task_numa_assign(env, cur, imp);
1164 unlock:
1165         rcu_read_unlock();
1166 }
1167
1168 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1169                                 long taskimp, long groupimp)
1170 {
1171         int cpu;
1172
1173         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1174                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1175                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1176                         continue;
1177
1178                 env->dst_cpu = cpu;
1179                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1180         }
1181 }
1182
1183 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1184 {
1185         struct task_numa_env env = {
1186                 .p = p,
1187
1188                 .src_cpu = task_cpu(p),
1189                 .src_nid = task_node(p),
1190
1191                 .imbalance_pct = 112,
1192
1193                 .best_task = NULL,
1194                 .best_imp = 0,
1195                 .best_cpu = -1
1196         };
1197         struct sched_domain *sd;
1198         unsigned long taskweight, groupweight;
1199         int nid, ret;
1200         long taskimp, groupimp;
1201
1202         /*
1203          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1204          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1205          *
1206          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1207          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1208          * to satisfy here.
1209          */
1210         rcu_read_lock();
1211         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1212         env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1213         rcu_read_unlock();
1214
1215         taskweight = task_weight(p, env.src_nid);
1216         groupweight = group_weight(p, env.src_nid);
1217         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1218         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1219         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid) - taskweight;
1220         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid) - groupweight;
1221         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1222
1223         /* If the preferred nid has capacity, try to use it. */
1224         if (env.dst_stats.has_capacity)
1225                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1226
1227         /* No space available on the preferred nid. Look elsewhere. */
1228         if (env.best_cpu == -1) {
1229                 for_each_online_node(nid) {
1230                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1231                                 continue;
1232
1233                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1234                         taskimp = task_weight(p, nid) - taskweight;
1235                         groupimp = group_weight(p, nid) - groupweight;
1236                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1237                                 continue;
1238
1239                         env.dst_nid = nid;
1240                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1241                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1242                 }
1243         }
1244
1245         /* No better CPU than the current one was found. */
1246         if (env.best_cpu == -1)
1247                 return -EAGAIN;
1248
1249         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1250
1251         /*
1252          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1253          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1254          */
1255         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1256
1257         if (env.best_task == NULL) {
1258                 int ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1259                 return ret;
1260         }
1261
1262         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1263         put_task_struct(env.best_task);
1264         return ret;
1265 }
1266
1267 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1268 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1269 {
1270         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1271         p->numa_migrate_retry = 0;
1272         if (cpu_to_node(task_cpu(p)) == p->numa_preferred_nid)
1273                 return;
1274
1275         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1276         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1))
1277                 return;
1278
1279         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1280         if (task_numa_migrate(p) != 0)
1281                 p->numa_migrate_retry = jiffies + HZ*5;
1282 }
1283
1284 /*
1285  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1286  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1287  * period will be for the next scan window. If local/remote ratio is below
1288  * NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS) the
1289  * scan period will decrease
1290  */
1291 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1292 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 3
1293
1294 /*
1295  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1296  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1297  * the page accesses are shared with other processes.
1298  * Otherwise, decrease the scan period.
1299  */
1300 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1301                         unsigned long shared, unsigned long private)
1302 {
1303         unsigned int period_slot;
1304         int ratio;
1305         int diff;
1306
1307         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1308         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1309
1310         /*
1311          * If there were no record hinting faults then either the task is
1312          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1313          * to automatic numa balancing. Scan slower
1314          */
1315         if (local + shared == 0) {
1316                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1317                         p->numa_scan_period << 1);
1318
1319                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1320                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1321
1322                 return;
1323         }
1324
1325         /*
1326          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1327          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1328          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1329          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1330          */
1331         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1332         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1333         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1334                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1335                 if (!slot)
1336                         slot = 1;
1337                 diff = slot * period_slot;
1338         } else {
1339                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1340
1341                 /*
1342                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1343                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1344                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1345                  * speaking the intent is that there is little point
1346                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1347                  * simply bounce migrations uselessly
1348                  */
1349                 period_slot = DIV_ROUND_UP(diff, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1350                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared));
1351                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1352         }
1353
1354         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1355                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1356         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1357 }
1358
1359 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1360 {
1361         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1362         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1363         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1364         spinlock_t *group_lock = NULL;
1365
1366         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1367         if (p->numa_scan_seq == seq)
1368                 return;
1369         p->numa_scan_seq = seq;
1370         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1371
1372         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1373         if (p->numa_group) {
1374                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1375                 spin_lock(group_lock);
1376         }
1377
1378         /* Find the node with the highest number of faults */
1379         for_each_online_node(nid) {
1380                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1381                 int priv, i;
1382
1383                 for (priv = 0; priv < 2; priv++) {
1384                         long diff;
1385
1386                         i = task_faults_idx(nid, priv);
1387                         diff = -p->numa_faults[i];
1388
1389                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1390                         p->numa_faults[i] >>= 1;
1391                         p->numa_faults[i] += p->numa_faults_buffer[i];
1392                         fault_types[priv] += p->numa_faults_buffer[i];
1393                         p->numa_faults_buffer[i] = 0;
1394
1395                         faults += p->numa_faults[i];
1396                         diff += p->numa_faults[i];
1397                         p->total_numa_faults += diff;
1398                         if (p->numa_group) {
1399                                 /* safe because we can only change our own group */
1400                                 atomic_long_add(diff, &p->numa_group->faults[i]);
1401                                 atomic_long_add(diff, &p->numa_group->total_faults);
1402                                 group_faults += atomic_long_read(&p->numa_group->faults[i]);
1403                         }
1404                 }
1405
1406                 if (faults > max_faults) {
1407                         max_faults = faults;
1408                         max_nid = nid;
1409                 }
1410
1411                 if (group_faults > max_group_faults) {
1412                         max_group_faults = group_faults;
1413                         max_group_nid = nid;
1414                 }
1415         }
1416
1417         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1418
1419         if (p->numa_group) {
1420                 /*
1421                  * If the preferred task and group nids are different,
1422                  * iterate over the nodes again to find the best place.
1423                  */
1424                 if (max_nid != max_group_nid) {
1425                         unsigned long weight, max_weight = 0;
1426
1427                         for_each_online_node(nid) {
1428                                 weight = task_weight(p, nid) + group_weight(p, nid);
1429                                 if (weight > max_weight) {
1430                                         max_weight = weight;
1431                                         max_nid = nid;
1432                                 }
1433                         }
1434                 }
1435
1436                 spin_unlock(group_lock);
1437         }
1438
1439         /* Preferred node as the node with the most faults */
1440         if (max_faults && max_nid != p->numa_preferred_nid) {
1441                 /* Update the preferred nid and migrate task if possible */
1442                 sched_setnuma(p, max_nid);
1443                 numa_migrate_preferred(p);
1444         }
1445 }
1446
1447 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1448 {
1449         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1450 }
1451
1452 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1453 {
1454         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1455                 kfree_rcu(grp, rcu);
1456 }
1457
1458 static void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1459 {
1460         if (l1 > l2)
1461                 swap(l1, l2);
1462
1463         spin_lock(l1);
1464         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1465 }
1466
1467 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1468                         int *priv)
1469 {
1470         struct numa_group *grp, *my_grp;
1471         struct task_struct *tsk;
1472         bool join = false;
1473         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1474         int i;
1475
1476         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1477                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1478                                     2*nr_node_ids*sizeof(atomic_long_t);
1479
1480                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1481                 if (!grp)
1482                         return;
1483
1484                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1485                 spin_lock_init(&grp->lock);
1486                 INIT_LIST_HEAD(&grp->task_list);
1487                 grp->gid = p->pid;
1488
1489                 for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++)
1490                         atomic_long_set(&grp->faults[i], p->numa_faults[i]);
1491
1492                 atomic_long_set(&grp->total_faults, p->total_numa_faults);
1493
1494                 list_add(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1495                 grp->nr_tasks++;
1496                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1497         }
1498
1499         rcu_read_lock();
1500         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1501
1502         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1503                 goto unlock;
1504
1505         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1506         if (!grp)
1507                 goto unlock;
1508
1509         my_grp = p->numa_group;
1510         if (grp == my_grp)
1511                 goto unlock;
1512
1513         /*
1514          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1515          * the other task will join us.
1516          */
1517         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1518                 goto unlock;
1519
1520         /*
1521          * Tie-break on the grp address.
1522          */
1523         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1524                 goto unlock;
1525
1526         /* Always join threads in the same process. */
1527         if (tsk->mm == current->mm)
1528                 join = true;
1529
1530         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1531         if (flags & TNF_SHARED)
1532                 join = true;
1533
1534         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1535         *priv = !join;
1536
1537         if (join && !get_numa_group(grp))
1538                 join = false;
1539
1540 unlock:
1541         rcu_read_unlock();
1542
1543         if (!join)
1544                 return;
1545
1546         for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++) {
1547                 atomic_long_sub(p->numa_faults[i], &my_grp->faults[i]);
1548                 atomic_long_add(p->numa_faults[i], &grp->faults[i]);
1549         }
1550         atomic_long_sub(p->total_numa_faults, &my_grp->total_faults);
1551         atomic_long_add(p->total_numa_faults, &grp->total_faults);
1552
1553         double_lock(&my_grp->lock, &grp->lock);
1554
1555         list_move(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1556         my_grp->nr_tasks--;
1557         grp->nr_tasks++;
1558
1559         spin_unlock(&my_grp->lock);
1560         spin_unlock(&grp->lock);
1561
1562         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1563
1564         put_numa_group(my_grp);
1565 }
1566
1567 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1568 {
1569         struct numa_group *grp = p->numa_group;
1570         int i;
1571         void *numa_faults = p->numa_faults;
1572
1573         if (grp) {
1574                 for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++)
1575                         atomic_long_sub(p->numa_faults[i], &grp->faults[i]);
1576
1577                 atomic_long_sub(p->total_numa_faults, &grp->total_faults);
1578
1579                 spin_lock(&grp->lock);
1580                 list_del(&p->numa_entry);
1581                 grp->nr_tasks--;
1582                 spin_unlock(&grp->lock);
1583                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, NULL);
1584                 put_numa_group(grp);
1585         }
1586
1587         p->numa_faults = NULL;
1588         p->numa_faults_buffer = NULL;
1589         kfree(numa_faults);
1590 }
1591
1592 /*
1593  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
1594  */
1595 void task_numa_fault(int last_cpupid, int node, int pages, int flags)
1596 {
1597         struct task_struct *p = current;
1598         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
1599         int priv;
1600
1601         if (!numabalancing_enabled)
1602                 return;
1603
1604         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
1605         if (!p->mm)
1606                 return;
1607
1608         /* Do not worry about placement if exiting */
1609         if (p->state == TASK_DEAD)
1610                 return;
1611
1612         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
1613         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
1614                 int size = sizeof(*p->numa_faults) * 2 * nr_node_ids;
1615
1616                 /* numa_faults and numa_faults_buffer share the allocation */
1617                 p->numa_faults = kzalloc(size * 2, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
1618                 if (!p->numa_faults)
1619                         return;
1620
1621                 BUG_ON(p->numa_faults_buffer);
1622                 p->numa_faults_buffer = p->numa_faults + (2 * nr_node_ids);
1623                 p->total_numa_faults = 0;
1624                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1625         }
1626
1627         /*
1628          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
1629          * to be private if the accessing pid has not changed
1630          */
1631         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
1632                 priv = 1;
1633         } else {
1634                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
1635                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
1636                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
1637         }
1638
1639         task_numa_placement(p);
1640
1641         /* Retry task to preferred node migration if it previously failed */
1642         if (p->numa_migrate_retry && time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
1643                 numa_migrate_preferred(p);
1644
1645         if (migrated)
1646                 p->numa_pages_migrated += pages;
1647
1648         p->numa_faults_buffer[task_faults_idx(node, priv)] += pages;
1649         p->numa_faults_locality[!!(flags & TNF_FAULT_LOCAL)] += pages;
1650 }
1651
1652 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
1653 {
1654         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
1655         p->mm->numa_scan_offset = 0;
1656 }
1657
1658 /*
1659  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
1660  * Triggered from task_tick_numa().
1661  */
1662 void task_numa_work(struct callback_head *work)
1663 {
1664         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
1665         struct task_struct *p = current;
1666         struct mm_struct *mm = p->mm;
1667         struct vm_area_struct *vma;
1668         unsigned long start, end;
1669         unsigned long nr_pte_updates = 0;
1670         long pages;
1671
1672         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
1673
1674         work->next = work; /* protect against double add */
1675         /*
1676          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
1677          *
1678          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
1679          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
1680          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
1681          * work.
1682          */
1683         if (p->flags & PF_EXITING)
1684                 return;
1685
1686         if (!mm->numa_next_scan) {
1687                 mm->numa_next_scan = now +
1688                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1689         }
1690
1691         /*
1692          * Enforce maximal scan/migration frequency..
1693          */
1694         migrate = mm->numa_next_scan;
1695         if (time_before(now, migrate))
1696                 return;
1697
1698         if (p->numa_scan_period == 0) {
1699                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1700                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1701         }
1702
1703         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1704         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
1705                 return;
1706
1707         /*
1708          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
1709          * the next time around.
1710          */
1711         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
1712
1713         start = mm->numa_scan_offset;
1714         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
1715         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
1716         if (!pages)
1717                 return;
1718
1719         down_read(&mm->mmap_sem);
1720         vma = find_vma(mm, start);
1721         if (!vma) {
1722                 reset_ptenuma_scan(p);
1723                 start = 0;
1724                 vma = mm->mmap;
1725         }
1726         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
1727                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(p, vma))
1728                         continue;
1729
1730                 /*
1731                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
1732                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
1733                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
1734                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
1735                  */
1736                 if (!vma->vm_mm ||
1737                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
1738                         continue;
1739
1740                 do {
1741                         start = max(start, vma->vm_start);
1742                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
1743                         end = min(end, vma->vm_end);
1744                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
1745
1746                         /*
1747                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
1748                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
1749                          * address space is quickly skipped.
1750                          */
1751                         if (nr_pte_updates)
1752                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
1753
1754                         start = end;
1755                         if (pages <= 0)
1756                                 goto out;
1757                 } while (end != vma->vm_end);
1758         }
1759
1760 out:
1761         /*
1762          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
1763          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
1764          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
1765          * scanner to the start so check it now.
1766          */
1767         if (vma)
1768                 mm->numa_scan_offset = start;
1769         else
1770                 reset_ptenuma_scan(p);
1771         up_read(&mm->mmap_sem);
1772 }
1773
1774 /*
1775  * Drive the periodic memory faults..
1776  */
1777 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1778 {
1779         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1780         u64 period, now;
1781
1782         /*
1783          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
1784          */
1785         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
1786                 return;
1787
1788         /*
1789          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
1790          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
1791          * task needs to have done some actual work before we bother with
1792          * NUMA placement.
1793          */
1794         now = curr->se.sum_exec_runtime;
1795         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
1796
1797         if (now - curr->node_stamp > period) {
1798                 if (!curr->node_stamp)
1799                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
1800                 curr->node_stamp += period;
1801
1802                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
1803                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
1804                         task_work_add(curr, work, true);
1805                 }
1806         }
1807 }
1808 #else
1809 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1810 {
1811 }
1812
1813 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1814 {
1815 }
1816
1817 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1818 {
1819 }
1820 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1821
1822 static void
1823 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1824 {
1825         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1826         if (!parent_entity(se))
1827                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1828 #ifdef CONFIG_SMP
1829         if (entity_is_task(se)) {
1830                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1831
1832                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
1833                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
1834         }
1835 #endif
1836         cfs_rq->nr_running++;
1837 }
1838
1839 static void
1840 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1841 {
1842         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1843         if (!parent_entity(se))
1844                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1845         if (entity_is_task(se)) {
1846                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
1847                 list_del_init(&se->group_node);
1848         }
1849         cfs_rq->nr_running--;
1850 }
1851
1852 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1853 # ifdef CONFIG_SMP
1854 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
1855 {
1856         long tg_weight;
1857
1858         /*
1859          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
1860          * to gain a more accurate current total weight. See
1861          * update_cfs_rq_load_contribution().
1862          */
1863         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
1864         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1865         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
1866
1867         return tg_weight;
1868 }
1869
1870 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1871 {
1872         long tg_weight, load, shares;
1873
1874         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
1875         load = cfs_rq->load.weight;
1876
1877         shares = (tg->shares * load);
1878         if (tg_weight)
1879                 shares /= tg_weight;
1880
1881         if (shares < MIN_SHARES)
1882                 shares = MIN_SHARES;
1883         if (shares > tg->shares)
1884                 shares = tg->shares;
1885
1886         return shares;
1887 }
1888 # else /* CONFIG_SMP */
1889 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1890 {
1891         return tg->shares;
1892 }
1893 # endif /* CONFIG_SMP */
1894 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
1895                             unsigned long weight)
1896 {
1897         if (se->on_rq) {
1898                 /* commit outstanding execution time */
1899                 if (cfs_rq->curr == se)
1900                         update_curr(cfs_rq);
1901                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1902         }
1903
1904         update_load_set(&se->load, weight);
1905
1906         if (se->on_rq)
1907                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1908 }
1909
1910 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
1911
1912 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1913 {
1914         struct task_group *tg;
1915         struct sched_entity *se;
1916         long shares;
1917
1918         tg = cfs_rq->tg;
1919         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1920         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1921                 return;
1922 #ifndef CONFIG_SMP
1923         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
1924                 return;
1925 #endif
1926         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
1927
1928         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
1929 }
1930 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1931 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1932 {
1933 }
1934 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1935
1936 #ifdef CONFIG_SMP
1937 /*
1938  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
1939  * Note: The tables below are dependent on this value.
1940  */
1941 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
1942 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
1943 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
1944
1945 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
1946 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
1947         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
1948         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
1949         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
1950         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
1951         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
1952         0x85aac367, 0x82cd8698,
1953 };
1954
1955 /*
1956  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
1957  * over-estimates when re-combining.
1958  */
1959 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
1960             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
1961          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
1962         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
1963 };
1964
1965 /*
1966  * Approximate:
1967  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
1968  */
1969 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
1970 {
1971         unsigned int local_n;
1972
1973         if (!n)
1974                 return val;
1975         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
1976                 return 0;
1977
1978         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
1979         local_n = n;
1980
1981         /*
1982          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
1983          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
1984          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
1985          *
1986          * To achieve constant time decay_load.
1987          */
1988         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
1989                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
1990                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
1991         }
1992
1993         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
1994         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
1995         return val >> 32;
1996 }
1997
1998 /*
1999  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2000  * average will be: \Sum 1024*y^n
2001  *
2002  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2003  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2004  */
2005 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2006 {
2007         u32 contrib = 0;
2008
2009         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2010                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2011         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2012                 return LOAD_AVG_MAX;
2013
2014         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2015         do {
2016                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2017                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2018
2019                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2020         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2021
2022         contrib = decay_load(contrib, n);
2023         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2024 }
2025
2026 /*
2027  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2028  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2029  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2030  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2031  *
2032  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2033  *      p0            p1           p2
2034  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2035  *
2036  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2037  *
2038  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2039  * following representation of historical load:
2040  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2041  *
2042  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2043  *   y^32 = 0.5
2044  *
2045  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2046  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2047  * (u_0).
2048  *
2049  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2050  * sum again by y is sufficient to update:
2051  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2052  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2053  */
2054 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
2055                                                         struct sched_avg *sa,
2056                                                         int runnable)
2057 {
2058         u64 delta, periods;
2059         u32 runnable_contrib;
2060         int delta_w, decayed = 0;
2061
2062         delta = now - sa->last_runnable_update;
2063         /*
2064          * This should only happen when time goes backwards, which it
2065          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2066          */
2067         if ((s64)delta < 0) {
2068                 sa->last_runnable_update = now;
2069                 return 0;
2070         }
2071
2072         /*
2073          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2074          * approximation of 1us and fast to compute.
2075          */
2076         delta >>= 10;
2077         if (!delta)
2078                 return 0;
2079         sa->last_runnable_update = now;
2080
2081         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2082         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
2083         if (delta + delta_w >= 1024) {
2084                 /* period roll-over */
2085                 decayed = 1;
2086
2087                 /*
2088                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2089                  * out how much from delta we need to complete the current
2090                  * period and accrue it.
2091                  */
2092                 delta_w = 1024 - delta_w;
2093                 if (runnable)
2094                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2095                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
2096
2097                 delta -= delta_w;
2098
2099                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2100                 periods = delta / 1024;
2101                 delta %= 1024;
2102
2103                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2104                                                   periods + 1);
2105                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
2106                                                      periods + 1);
2107
2108                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2109                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2110                 if (runnable)
2111                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2112                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
2113         }
2114
2115         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2116         if (runnable)
2117                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2118         sa->runnable_avg_period += delta;
2119
2120         return decayed;
2121 }
2122
2123 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2124 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2125 {
2126         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2127         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2128
2129         decays -= se->avg.decay_count;
2130         if (!decays)
2131                 return 0;
2132
2133         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2134         se->avg.decay_count = 0;
2135
2136         return decays;
2137 }
2138
2139 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2140 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2141                                                  int force_update)
2142 {
2143         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2144         long tg_contrib;
2145
2146         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2147         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2148
2149         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2150                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2151                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2152         }
2153 }
2154
2155 /*
2156  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2157  * representation for computing load contributions.
2158  */
2159 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2160                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2161 {
2162         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2163         long contrib;
2164
2165         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2166         contrib = div_u64(sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2167                           sa->runnable_avg_period + 1);
2168         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2169
2170         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2171                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2172                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2173         }
2174 }
2175
2176 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2177 {
2178         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2179         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2180         int runnable_avg;
2181
2182         u64 contrib;
2183
2184         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2185         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2186                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2187
2188         /*
2189          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2190          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2191          * load as a task of equal weight.
2192          *
2193          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2194          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2195          * lower-bound on the true value.
2196          *
2197          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2198          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2199          * understating by the aggregate of their overlap.
2200          *
2201          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2202          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2203          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2204          *
2205          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2206          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2207          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2208          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2209          * our upper bound of 1-cpu.
2210          */
2211         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2212         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2213                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2214                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2215         }
2216 }
2217 #else
2218 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2219                                                  int force_update) {}
2220 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2221                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2222 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2223 #endif
2224
2225 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2226 {
2227         u32 contrib;
2228
2229         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2230         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2231         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2232         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2233 }
2234
2235 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2236 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2237 {
2238         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2239
2240         if (entity_is_task(se)) {
2241                 __update_task_entity_contrib(se);
2242         } else {
2243                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2244                 __update_group_entity_contrib(se);
2245         }
2246
2247         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2248 }
2249
2250 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2251                                                  long load_contrib)
2252 {
2253         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2254                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2255         else
2256                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2257 }
2258
2259 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2260
2261 /* Update a sched_entity's runnable average */
2262 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2263                                           int update_cfs_rq)
2264 {
2265         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2266         long contrib_delta;
2267         u64 now;
2268
2269         /*
2270          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2271          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2272          */
2273         if (entity_is_task(se))
2274                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2275         else
2276                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2277
2278         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2279                 return;
2280
2281         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2282
2283         if (!update_cfs_rq)
2284                 return;
2285
2286         if (se->on_rq)
2287                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2288         else
2289                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2290 }
2291
2292 /*
2293  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2294  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2295  */
2296 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2297 {
2298         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2299         u64 decays;
2300
2301         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2302         if (!decays && !force_update)
2303                 return;
2304
2305         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2306                 unsigned long removed_load;
2307                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2308                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2309         }
2310
2311         if (decays) {
2312                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2313                                                       decays);
2314                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2315                 cfs_rq->last_decay = now;
2316         }
2317
2318         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2319 }
2320
2321 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2322 {
2323         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2324         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2325 }
2326
2327 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2328 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2329                                                   struct sched_entity *se,
2330                                                   int wakeup)
2331 {
2332         /*
2333          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2334          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2335          * accumulated while sleeping.
2336          *
2337          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2338          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2339          * constructed load_avg_contrib.
2340          */
2341         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2342                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2343                 if (se->avg.decay_count) {
2344                         /*
2345                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2346                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2347                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2348                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2349                          * approximate this using our carried decays, which are
2350                          * explicitly atomically readable.
2351                          */
2352                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2353                                                         << 20;
2354                         update_entity_load_avg(se, 0);
2355                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2356                         se->avg.decay_count = 0;
2357                 }
2358                 wakeup = 0;
2359         } else {
2360                 /*
2361                  * Task re-woke on same cpu (or else migrate_task_rq_fair()
2362                  * would have made count negative); we must be careful to avoid
2363                  * double-accounting blocked time after synchronizing decays.
2364                  */
2365                 se->avg.last_runnable_update += __synchronize_entity_decay(se)
2366                                                         << 20;
2367         }
2368
2369         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2370         if (wakeup) {
2371                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2372                 update_entity_load_avg(se, 0);
2373         }
2374
2375         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2376         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2377         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2378 }
2379
2380 /*
2381  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2382  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2383  * blocked_load_avg.
2384  */
2385 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2386                                                   struct sched_entity *se,
2387                                                   int sleep)
2388 {
2389         update_entity_load_avg(se, 1);
2390         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2391         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2392
2393         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2394         if (sleep) {
2395                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2396                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2397         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2398 }
2399
2400 /*
2401  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2402  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2403  * be the only way to update the runnable statistic.
2404  */
2405 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2406 {
2407         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2408 }
2409
2410 /*
2411  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2412  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2413  * be the only way to update the runnable statistic.
2414  */
2415 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2416 {
2417         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2418 }
2419
2420 #else
2421 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2422                                           int update_cfs_rq) {}
2423 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2424 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2425                                            struct sched_entity *se,
2426                                            int wakeup) {}
2427 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2428                                            struct sched_entity *se,
2429                                            int sleep) {}
2430 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2431                                               int force_update) {}
2432 #endif
2433
2434 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2435 {
2436 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2437         struct task_struct *tsk = NULL;
2438
2439         if (entity_is_task(se))
2440                 tsk = task_of(se);
2441
2442         if (se->statistics.sleep_start) {
2443                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2444
2445                 if ((s64)delta < 0)
2446                         delta = 0;
2447
2448                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2449                         se->statistics.sleep_max = delta;
2450
2451                 se->statistics.sleep_start = 0;
2452                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2453
2454                 if (tsk) {
2455                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2456                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2457                 }
2458         }
2459         if (se->statistics.block_start) {
2460                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2461
2462                 if ((s64)delta < 0)
2463                         delta = 0;
2464
2465                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2466                         se->statistics.block_max = delta;
2467
2468                 se->statistics.block_start = 0;
2469                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2470
2471                 if (tsk) {
2472                         if (tsk->in_iowait) {
2473                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2474                                 se->statistics.iowait_count++;
2475                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2476                         }
2477
2478                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2479
2480                         /*
2481                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2482                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2483                          * amount of time that the task spent sleeping:
2484                          */
2485                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2486                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2487                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2488                                                 delta >> 20);
2489                         }
2490                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2491                 }
2492         }
2493 #endif
2494 }
2495
2496 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2497 {
2498 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2499         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2500
2501         if (d < 0)
2502                 d = -d;
2503
2504         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2505                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2506 #endif
2507 }
2508
2509 static void
2510 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2511 {
2512         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2513
2514         /*
2515          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2516          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2517          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2518          * stays open at the end.
2519          */
2520         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2521                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2522
2523         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2524         if (!initial) {
2525                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2526
2527                 /*
2528                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2529                  * for a gentler effect of sleepers:
2530                  */
2531                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2532                         thresh >>= 1;
2533
2534                 vruntime -= thresh;
2535         }
2536
2537         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2538         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2539 }
2540
2541 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2542
2543 static void
2544 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2545 {
2546         /*
2547          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2548          * through calling update_curr().
2549          */
2550         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2551                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2552
2553         /*
2554          * Update run-time statistics of the 'current'.
2555          */
2556         update_curr(cfs_rq);
2557         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2558         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2559         update_cfs_shares(cfs_rq);
2560
2561         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2562                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2563                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
2564         }
2565
2566         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
2567         check_spread(cfs_rq, se);
2568         if (se != cfs_rq->curr)
2569                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
2570         se->on_rq = 1;
2571
2572         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
2573                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
2574                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
2575         }
2576 }
2577
2578 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
2579 {
2580         for_each_sched_entity(se) {
2581                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2582                 if (cfs_rq->last == se)
2583                         cfs_rq->last = NULL;
2584                 else
2585                         break;
2586         }
2587 }
2588
2589 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
2590 {
2591         for_each_sched_entity(se) {
2592                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2593                 if (cfs_rq->next == se)
2594                         cfs_rq->next = NULL;
2595                 else
2596                         break;
2597         }
2598 }
2599
2600 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
2601 {
2602         for_each_sched_entity(se) {
2603                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2604                 if (cfs_rq->skip == se)
2605                         cfs_rq->skip = NULL;
2606                 else
2607                         break;
2608         }
2609 }
2610
2611 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2612 {
2613         if (cfs_rq->last == se)
2614                 __clear_buddies_last(se);
2615
2616         if (cfs_rq->next == se)
2617                 __clear_buddies_next(se);
2618
2619         if (cfs_rq->skip == se)
2620                 __clear_buddies_skip(se);
2621 }
2622
2623 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2624
2625 static void
2626 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2627 {
2628         /*
2629          * Update run-time statistics of the 'current'.
2630          */
2631         update_curr(cfs_rq);
2632         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2633
2634         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
2635         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
2636 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2637                 if (entity_is_task(se)) {
2638                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
2639
2640                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
2641                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2642                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
2643                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2644                 }
2645 #endif
2646         }
2647
2648         clear_buddies(cfs_rq, se);
2649
2650         if (se != cfs_rq->curr)
2651                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2652         se->on_rq = 0;
2653         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2654
2655         /*
2656          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
2657          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
2658          * movement in our normalized position.
2659          */
2660         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
2661                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
2662
2663         /* return excess runtime on last dequeue */
2664         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2665
2666         update_min_vruntime(cfs_rq);
2667         update_cfs_shares(cfs_rq);
2668 }
2669
2670 /*
2671  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2672  */
2673 static void
2674 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2675 {
2676         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
2677         struct sched_entity *se;
2678         s64 delta;
2679
2680         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
2681         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
2682         if (delta_exec > ideal_runtime) {
2683                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2684                 /*
2685                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
2686                  * re-elected due to buddy favours.
2687                  */
2688                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
2689                 return;
2690         }
2691
2692         /*
2693          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
2694          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
2695          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
2696          */
2697         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
2698                 return;
2699
2700         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2701         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
2702
2703         if (delta < 0)
2704                 return;
2705
2706         if (delta > ideal_runtime)
2707                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2708 }
2709
2710 static void
2711 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2712 {
2713         /* 'current' is not kept within the tree. */
2714         if (se->on_rq) {
2715                 /*
2716                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
2717                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
2718                  * runqueue.
2719                  */
2720                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
2721                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2722         }
2723
2724         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
2725         cfs_rq->curr = se;
2726 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2727         /*
2728          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
2729          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
2730          * when there are only lesser-weight tasks around):
2731          */
2732         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
2733                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
2734                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
2735         }
2736 #endif
2737         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
2738 }
2739
2740 static int
2741 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
2742
2743 /*
2744  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
2745  * 1) keep things fair between processes/task groups
2746  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
2747  * 3) pick the "last" process, for cache locality
2748  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
2749  */
2750 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
2751 {
2752         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2753         struct sched_entity *left = se;
2754
2755         /*
2756          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
2757          * be done without getting too unfair.
2758          */
2759         if (cfs_rq->skip == se) {
2760                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
2761                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
2762                         se = second;
2763         }
2764
2765         /*
2766          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
2767          */
2768         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
2769                 se = cfs_rq->last;
2770
2771         /*
2772          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
2773          */
2774         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
2775                 se = cfs_rq->next;
2776
2777         clear_buddies(cfs_rq, se);
2778
2779         return se;
2780 }
2781
2782 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2783
2784 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
2785 {
2786         /*
2787          * If still on the runqueue then deactivate_task()
2788          * was not called and update_curr() has to be done:
2789          */
2790         if (prev->on_rq)
2791                 update_curr(cfs_rq);
2792
2793         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
2794         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2795
2796         check_spread(cfs_rq, prev);
2797         if (prev->on_rq) {
2798                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
2799                 /* Put 'current' back into the tree. */
2800                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
2801                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
2802                 update_entity_load_avg(prev, 1);
2803         }
2804         cfs_rq->curr = NULL;
2805 }
2806
2807 static void
2808 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
2809 {
2810         /*
2811          * Update run-time statistics of the 'current'.
2812          */
2813         update_curr(cfs_rq);
2814
2815         /*
2816          * Ensure that runnable average is periodically updated.
2817          */
2818         update_entity_load_avg(curr, 1);
2819         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
2820         update_cfs_shares(cfs_rq);
2821
2822 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2823         /*
2824          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
2825          * validating it and just reschedule.
2826          */
2827         if (queued) {
2828                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2829                 return;
2830         }
2831         /*
2832          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
2833          */
2834         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
2835                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
2836                 return;
2837 #endif
2838
2839         if (cfs_rq->nr_running > 1)
2840                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
2841 }
2842
2843
2844 /**************************************************
2845  * CFS bandwidth control machinery
2846  */
2847
2848 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
2849
2850 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
2851 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
2852
2853 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
2854 {
2855         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
2856 }
2857
2858 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
2859 {
2860         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
2861         if (enabled && !was_enabled)
2862                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
2863         else if (!enabled && was_enabled)
2864                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
2865 }
2866 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
2867 static bool cfs_bandwidth_used(void)
2868 {
2869         return true;
2870 }
2871
2872 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
2873 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
2874
2875 /*
2876  * default period for cfs group bandwidth.
2877  * default: 0.1s, units: nanoseconds
2878  */
2879 static inline u64 default_cfs_period(void)
2880 {
2881         return 100000000ULL;
2882 }
2883
2884 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
2885 {
2886         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
2887 }
2888
2889 /*
2890  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
2891  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
2892  * additional synchronization around rq->lock.
2893  *
2894  * requires cfs_b->lock
2895  */
2896 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2897 {
2898         u64 now;
2899
2900         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2901                 return;
2902
2903         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
2904         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
2905         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
2906 }
2907
2908 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2909 {
2910         return &tg->cfs_bandwidth;
2911 }
2912
2913 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
2914 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2915 {
2916         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
2917                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
2918
2919         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
2920 }
2921
2922 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
2923 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2924 {
2925         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2926         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
2927         u64 amount = 0, min_amount, expires;
2928
2929         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
2930         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
2931
2932         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2933         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2934                 amount = min_amount;
2935         else {
2936                 /*
2937                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
2938                  * period must have elapsed since the last consumption.
2939                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
2940                  * active.
2941                  */
2942                 if (!cfs_b->timer_active) {
2943                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2944                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
2945                 }
2946
2947                 if (cfs_b->runtime > 0) {
2948                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
2949                         cfs_b->runtime -= amount;
2950                         cfs_b->idle = 0;
2951                 }
2952         }
2953         expires = cfs_b->runtime_expires;
2954         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2955
2956         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
2957         /*
2958          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
2959          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
2960          * issued.
2961          */
2962         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
2963                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2964
2965         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
2966 }
2967
2968 /*
2969  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
2970  * fact that rq->clock snapshots this value.
2971  */
2972 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2973 {
2974         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2975
2976         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
2977         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
2978                 return;
2979
2980         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
2981                 return;
2982
2983         /*
2984          * If the local deadline has passed we have to consider the
2985          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
2986          * has not truly expired.
2987          *
2988          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
2989          * whether the global deadline has advanced.
2990          */
2991
2992         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
2993                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
2994                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
2995         } else {
2996                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
2997                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
2998         }
2999 }
3000
3001 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
3002                                      unsigned long delta_exec)
3003 {
3004         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3005         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3006         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3007
3008         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3009                 return;
3010
3011         /*
3012          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3013          * hierarchy can be throttled
3014          */
3015         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3016                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3017 }
3018
3019 static __always_inline
3020 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
3021 {
3022         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3023                 return;
3024
3025         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3026 }
3027
3028 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3029 {
3030         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3031 }
3032
3033 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3034 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3035 {
3036         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3037 }
3038
3039 /*
3040  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3041  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3042  * load-balance operations.
3043  */
3044 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3045                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3046 {
3047         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3048
3049         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3050         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3051
3052         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3053                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3054 }
3055
3056 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3057 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3058 {
3059         struct rq *rq = data;
3060         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3061
3062         cfs_rq->throttle_count--;
3063 #ifdef CONFIG_SMP
3064         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3065                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3066                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3067                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3068         }
3069 #endif
3070
3071         return 0;
3072 }
3073
3074 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3075 {
3076         struct rq *rq = data;
3077         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3078
3079         /* group is entering throttled state, stop time */
3080         if (!cfs_rq->throttle_count)
3081                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3082         cfs_rq->throttle_count++;
3083
3084         return 0;
3085 }
3086
3087 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3088 {
3089         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3090         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3091         struct sched_entity *se;
3092         long task_delta, dequeue = 1;
3093
3094         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3095
3096         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3097         rcu_read_lock();
3098         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3099         rcu_read_unlock();
3100
3101         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3102         for_each_sched_entity(se) {
3103                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3104                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3105                 if (!se->on_rq)
3106                         break;
3107
3108                 if (dequeue)
3109                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3110                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3111
3112                 if (qcfs_rq->load.weight)
3113                         dequeue = 0;
3114         }
3115
3116         if (!se)
3117                 rq->nr_running -= task_delta;
3118
3119         cfs_rq->throttled = 1;
3120         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3121         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3122         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3123         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3124 }
3125
3126 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3127 {
3128         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3129         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3130         struct sched_entity *se;
3131         int enqueue = 1;
3132         long task_delta;
3133
3134         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3135
3136         cfs_rq->throttled = 0;
3137
3138         update_rq_clock(rq);
3139
3140         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3141         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3142         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3143         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3144
3145         /* update hierarchical throttle state */
3146         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3147
3148         if (!cfs_rq->load.weight)
3149                 return;
3150
3151         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3152         for_each_sched_entity(se) {
3153                 if (se->on_rq)
3154                         enqueue = 0;
3155
3156                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3157                 if (enqueue)
3158                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3159                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3160
3161                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3162                         break;
3163         }
3164
3165         if (!se)
3166                 rq->nr_running += task_delta;
3167
3168         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3169         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3170                 resched_task(rq->curr);
3171 }
3172
3173 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3174                 u64 remaining, u64 expires)
3175 {
3176         struct cfs_rq *cfs_rq;
3177         u64 runtime = remaining;
3178
3179         rcu_read_lock();
3180         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3181                                 throttled_list) {
3182                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3183
3184                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3185                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3186                         goto next;
3187
3188                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3189                 if (runtime > remaining)
3190                         runtime = remaining;
3191                 remaining -= runtime;
3192
3193                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3194                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3195
3196                 /* we check whether we're throttled above */
3197                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3198                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3199
3200 next:
3201                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3202
3203                 if (!remaining)
3204                         break;
3205         }
3206         rcu_read_unlock();
3207
3208         return remaining;
3209 }
3210
3211 /*
3212  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3213  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3214  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3215  * used to track this state.
3216  */
3217 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3218 {
3219         u64 runtime, runtime_expires;
3220         int idle = 1, throttled;
3221
3222         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3223         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3224         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3225                 goto out_unlock;
3226
3227         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3228         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
3229         idle = cfs_b->idle && !throttled;
3230         cfs_b->nr_periods += overrun;
3231
3232         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
3233         if (idle)
3234                 goto out_unlock;
3235
3236         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3237
3238         if (!throttled) {
3239                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3240                 cfs_b->idle = 1;
3241                 goto out_unlock;
3242         }
3243
3244         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3245         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3246
3247         /*
3248          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
3249          * to unthrottle them before making it generally available.  This
3250          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
3251          * allowed to run.
3252          */
3253         runtime = cfs_b->runtime;
3254         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3255         cfs_b->runtime = 0;
3256
3257         /*
3258          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
3259          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
3260          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
3261          */
3262         while (throttled && runtime > 0) {
3263                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3264                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3265                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3266                                                  runtime_expires);
3267                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3268
3269                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3270         }
3271
3272         /* return (any) remaining runtime */
3273         cfs_b->runtime = runtime;
3274         /*
3275          * While we are ensured activity in the period following an
3276          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3277          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3278          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3279          */
3280         cfs_b->idle = 0;
3281 out_unlock:
3282         if (idle)
3283                 cfs_b->timer_active = 0;
3284         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3285
3286         return idle;
3287 }
3288
3289 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3290 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3291 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3292 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3293 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3294 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3295
3296 /* are we near the end of the current quota period? */
3297 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3298 {
3299         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3300         u64 remaining;
3301
3302         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3303         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3304                 return 1;
3305
3306         /* is a quota refresh about to occur? */
3307         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3308         if (remaining < min_expire)
3309                 return 1;
3310
3311         return 0;
3312 }
3313
3314 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3315 {
3316         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3317
3318         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3319         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3320                 return;
3321
3322         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3323                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3324 }
3325
3326 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3327 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3328 {
3329         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3330         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3331
3332         if (slack_runtime <= 0)
3333                 return;
3334
3335         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3336         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3337             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3338                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3339
3340                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3341                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3342                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3343                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3344         }
3345         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3346
3347         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3348         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3349 }
3350
3351 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3352 {
3353         if (!cfs_bandwidth_used())
3354                 return;
3355
3356         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3357                 return;
3358
3359         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3360 }
3361
3362 /*
3363  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3364  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3365  */
3366 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3367 {
3368         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3369         u64 expires;
3370
3371         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3372         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
3373                 return;
3374
3375         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3376         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
3377                 runtime = cfs_b->runtime;
3378                 cfs_b->runtime = 0;
3379         }
3380         expires = cfs_b->runtime_expires;
3381         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3382
3383         if (!runtime)
3384                 return;
3385
3386         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3387
3388         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3389         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3390                 cfs_b->runtime = runtime;
3391         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3392 }
3393
3394 /*
3395  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3396  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3397  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3398  */
3399 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3400 {
3401         if (!cfs_bandwidth_used())
3402                 return;
3403
3404         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3405         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3406                 return;
3407
3408         /* ensure the group is not already throttled */
3409         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3410                 return;
3411
3412         /* update runtime allocation */
3413         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3414         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3415                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3416 }
3417
3418 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3419 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3420 {
3421         if (!cfs_bandwidth_used())
3422                 return;
3423
3424         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3425                 return;
3426
3427         /*
3428          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3429          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3430          */
3431         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3432                 return;
3433
3434         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3435 }
3436
3437 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3438 {
3439         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3440                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3441         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3442
3443         return HRTIMER_NORESTART;
3444 }
3445
3446 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3447 {
3448         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3449                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3450         ktime_t now;
3451         int overrun;
3452         int idle = 0;
3453
3454         for (;;) {
3455                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3456                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3457
3458                 if (!overrun)
3459                         break;
3460
3461                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3462         }
3463
3464         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3465 }
3466
3467 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3468 {
3469         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3470         cfs_b->runtime = 0;
3471         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3472         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3473
3474         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3475         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3476         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3477         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3478         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3479 }
3480
3481 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3482 {
3483         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3484         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3485 }
3486
3487 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3488 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3489 {
3490         /*
3491          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3492          * period or because we're racing with the tear-down path
3493          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3494          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3495          */
3496         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
3497                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3498                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
3499                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3500
3501                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3502                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3503                 if (cfs_b->timer_active)
3504                         return;
3505         }
3506
3507         cfs_b->timer_active = 1;
3508         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3509 }
3510
3511 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3512 {
3513         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3514         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3515 }
3516
3517 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
3518 {
3519         struct cfs_rq *cfs_rq;
3520
3521         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3522                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3523
3524                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
3525                         continue;
3526
3527                 /*
3528                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
3529                  * there's some valid quota amount
3530                  */
3531                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
3532                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3533                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3534         }
3535 }
3536
3537 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3538 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3539 {
3540         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
3541 }
3542
3543 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
3544                                      unsigned long delta_exec) {}
3545 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3546 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3547 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3548
3549 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3550 {
3551         return 0;
3552 }
3553
3554 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3555 {
3556         return 0;
3557 }
3558
3559 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3560                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3561 {
3562         return 0;
3563 }
3564
3565 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3566
3567 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3568 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3569 #endif
3570
3571 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3572 {
3573         return NULL;
3574 }
3575 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3576 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
3577
3578 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3579
3580 /**************************************************
3581  * CFS operations on tasks:
3582  */
3583
3584 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3585 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3586 {
3587         struct sched_entity *se = &p->se;
3588         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3589
3590         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
3591
3592         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
3593                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
3594                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
3595                 s64 delta = slice - ran;
3596
3597                 if (delta < 0) {
3598                         if (rq->curr == p)
3599                                 resched_task(p);
3600                         return;
3601                 }
3602
3603                 /*
3604                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
3605                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
3606                  */
3607                 if (rq->curr != p)
3608                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
3609
3610                 hrtick_start(rq, delta);
3611         }
3612 }
3613
3614 /*
3615  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
3616  * current task is from our class and nr_running is low enough
3617  * to matter.
3618  */
3619 static void hrtick_update(struct rq *rq)
3620 {
3621         struct task_struct *curr = rq->curr;
3622
3623         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
3624                 return;
3625
3626         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
3627                 hrtick_start_fair(rq, curr);
3628 }
3629 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
3630 static inline void
3631 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3632 {
3633 }
3634
3635 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
3636 {
3637 }
3638 #endif
3639
3640 /*
3641  * The enqueue_task method is called before nr_running is
3642  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
3643  * then put the task into the rbtree:
3644  */
3645 static void
3646 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3647 {
3648         struct cfs_rq *cfs_rq;
3649         struct sched_entity *se = &p->se;
3650
3651         for_each_sched_entity(se) {
3652                 if (se->on_rq)
3653                         break;
3654                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3655                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
3656
3657                 /*
3658                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3659                  *
3660                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3661                  * post the final h_nr_running increment below.
3662                 */
3663                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3664                         break;
3665                 cfs_rq->h_nr_running++;
3666
3667                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
3668         }
3669
3670         for_each_sched_entity(se) {
3671                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3672                 cfs_rq->h_nr_running++;
3673
3674                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3675                         break;
3676
3677                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3678                 update_entity_load_avg(se, 1);
3679         }
3680
3681         if (!se) {
3682                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3683                 inc_nr_running(rq);
3684         }
3685         hrtick_update(rq);
3686 }
3687
3688 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
3689
3690 /*
3691  * The dequeue_task method is called before nr_running is
3692  * decreased. We remove the task from the rbtree and
3693  * update the fair scheduling stats:
3694  */
3695 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3696 {
3697         struct cfs_rq *cfs_rq;
3698         struct sched_entity *se = &p->se;
3699         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
3700
3701         for_each_sched_entity(se) {
3702                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3703                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
3704
3705                 /*
3706                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3707                  *
3708                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3709                  * post the final h_nr_running decrement below.
3710                 */
3711                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3712                         break;
3713                 cfs_rq->h_nr_running--;
3714
3715                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
3716                 if (cfs_rq->load.weight) {
3717                         /*
3718                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
3719                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
3720                          */
3721                         if (task_sleep && parent_entity(se))
3722                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
3723
3724                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
3725                         se = parent_entity(se);
3726                         break;
3727                 }
3728                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
3729         }
3730
3731         for_each_sched_entity(se) {
3732                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3733                 cfs_rq->h_nr_running--;
3734
3735                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3736                         break;
3737
3738                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3739                 update_entity_load_avg(se, 1);
3740         }
3741
3742         if (!se) {
3743                 dec_nr_running(rq);
3744                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
3745         }
3746         hrtick_update(rq);
3747 }
3748
3749 #ifdef CONFIG_SMP
3750 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
3751 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
3752 {
3753         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
3754 }
3755
3756 /*
3757  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
3758  * according to the scheduling class and "nice" value.
3759  *
3760  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
3761  * balance conservatively.
3762  */
3763 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
3764 {
3765         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3766         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3767
3768         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3769                 return total;
3770
3771         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
3772 }
3773
3774 /*
3775  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
3776  * according to the scheduling class and "nice" value.
3777  */
3778 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
3779 {
3780         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3781         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3782
3783         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3784                 return total;
3785
3786         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
3787 }
3788
3789 static unsigned long power_of(int cpu)
3790 {
3791         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
3792 }
3793
3794 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
3795 {
3796         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3797         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
3798         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
3799
3800         if (nr_running)
3801                 return load_avg / nr_running;
3802
3803         return 0;
3804 }
3805
3806 static void record_wakee(struct task_struct *p)
3807 {
3808         /*
3809          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
3810          * about the boundary, really active task won't care
3811          * about the loss.
3812          */
3813         if (jiffies > current->wakee_flip_decay_ts + HZ) {
3814                 current->wakee_flips = 0;
3815                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
3816         }
3817
3818         if (current->last_wakee != p) {
3819                 current->last_wakee = p;
3820                 current->wakee_flips++;
3821         }
3822 }
3823
3824 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
3825 {
3826         struct sched_entity *se = &p->se;
3827         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3828         u64 min_vruntime;
3829
3830 #ifndef CONFIG_64BIT
3831         u64 min_vruntime_copy;
3832
3833         do {
3834                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
3835                 smp_rmb();
3836                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3837         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
3838 #else
3839         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3840 #endif
3841
3842         se->vruntime -= min_vruntime;
3843         record_wakee(p);
3844 }
3845
3846 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3847 /*
3848  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
3849  *
3850  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
3851  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
3852  * can calculate the shift in shares.
3853  *
3854  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
3855  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
3856  * total group weight.
3857  *
3858  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
3859  * distribution (s_i) using:
3860  *
3861  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
3862  *
3863  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
3864  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
3865  * shares distribution (s_i):
3866  *
3867  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
3868  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
3869  *
3870  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
3871  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
3872  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
3873  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
3874  *
3875  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
3876  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
3877  *
3878  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
3879  *
3880  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
3881  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
3882  * weight and shares distributions like:
3883  *
3884  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
3885  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
3886  *
3887  * We can then compute the difference in effective weight by using:
3888  *
3889  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
3890  *
3891  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
3892  *
3893  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
3894  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
3895  * 4/7) times the weight of the group.
3896  */
3897 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3898 {
3899         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
3900
3901         if (!tg->parent || !wl) /* the trivial, non-cgroup case */
3902                 return wl;
3903
3904         for_each_sched_entity(se) {
3905                 long w, W;
3906
3907                 tg = se->my_q->tg;
3908
3909                 /*
3910                  * W = @wg + \Sum rw_j
3911                  */
3912                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
3913
3914                 /*
3915                  * w = rw_i + @wl
3916                  */
3917                 w = se->my_q->load.weight + wl;
3918
3919                 /*
3920                  * wl = S * s'_i; see (2)
3921                  */
3922                 if (W > 0 && w < W)
3923                         wl = (w * tg->shares) / W;
3924                 else
3925                         wl = tg->shares;
3926
3927                 /*
3928                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
3929                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
3930                  * calc_cfs_shares().
3931                  */
3932                 if (wl < MIN_SHARES)
3933                         wl = MIN_SHARES;
3934
3935                 /*
3936                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
3937                  */
3938                 wl -= se->load.weight;
3939
3940                 /*
3941                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
3942                  * the final effective load change on the root group. Since
3943                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
3944                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
3945                  * resulting from this level per the above.
3946                  */
3947                 wg = 0;
3948         }
3949
3950         return wl;
3951 }
3952 #else
3953
3954 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3955 {
3956         return wl;
3957 }
3958
3959 #endif
3960
3961 static int wake_wide(struct task_struct *p)
3962 {
3963         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
3964
3965         /*
3966          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
3967          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
3968          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
3969          */
3970         if (p->wakee_flips > factor) {
3971                 /*
3972                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
3973                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
3974                  * it alone.
3975                  */
3976                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
3977                         return 1;
3978         }
3979
3980         return 0;
3981 }
3982
3983 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
3984 {
3985         s64 this_load, load;
3986         int idx, this_cpu, prev_cpu;
3987         unsigned long tl_per_task;
3988         struct task_group *tg;
3989         unsigned long weight;
3990         int balanced;
3991
3992         /*
3993          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
3994          * ourselves around too much.
3995          */
3996         if (wake_wide(p))
3997                 return 0;
3998
3999         idx       = sd->wake_idx;
4000         this_cpu  = smp_processor_id();
4001         prev_cpu  = task_cpu(p);
4002         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4003         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4004
4005         /*
4006          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4007          * effect of the currently running task from the load
4008          * of the current CPU:
4009          */
4010         if (sync) {
4011                 tg = task_group(current);
4012                 weight = current->se.load.weight;
4013
4014                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4015                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4016         }
4017
4018         tg = task_group(p);
4019         weight = p->se.load.weight;
4020
4021         /*
4022          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4023          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4024          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4025          * about that, so that's good too.
4026          *
4027          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4028          * task to be woken on this_cpu.
4029          */
4030         if (this_load > 0) {
4031                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4032
4033                 this_eff_load = 100;
4034                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
4035                 this_eff_load *= this_load +
4036                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4037
4038                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4039                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
4040                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4041
4042                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4043         } else
4044                 balanced = true;
4045
4046         /*
4047          * If the currently running task will sleep within
4048          * a reasonable amount of time then attract this newly
4049          * woken task:
4050          */
4051         if (sync && balanced)
4052                 return 1;
4053
4054         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4055         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
4056
4057         if (balanced ||
4058             (this_load <= load &&
4059              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
4060                 /*
4061                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
4062                  * p is cache cold in this domain, and
4063                  * there is no bad imbalance.
4064                  */
4065                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4066                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4067
4068                 return 1;
4069         }
4070         return 0;
4071 }
4072
4073 /*
4074  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4075  * domain.
4076  */
4077 static struct sched_group *
4078 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4079                   int this_cpu, int load_idx)
4080 {
4081         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4082         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4083         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4084
4085         do {
4086                 unsigned long load, avg_load;
4087                 int local_group;
4088                 int i;
4089
4090                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4091                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4092                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4093                         continue;
4094
4095                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4096                                                sched_group_cpus(group));
4097
4098                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4099                 avg_load = 0;
4100
4101                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4102                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4103                         if (local_group)
4104                                 load = source_load(i, load_idx);
4105                         else
4106                                 load = target_load(i, load_idx);
4107
4108                         avg_load += load;
4109                 }
4110
4111                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
4112                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4113
4114                 if (local_group) {
4115                         this_load = avg_load;
4116                 } else if (avg_load < min_load) {
4117                         min_load = avg_load;
4118                         idlest = group;
4119                 }
4120         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4121
4122         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4123                 return NULL;
4124         return idlest;
4125 }
4126
4127 /*
4128  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4129  */
4130 static int
4131 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4132 {
4133         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4134         int idlest = -1;
4135         int i;
4136
4137         /* Traverse only the allowed CPUs */
4138         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4139                 load = weighted_cpuload(i);
4140
4141                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4142                         min_load = load;
4143                         idlest = i;
4144                 }
4145         }
4146
4147         return idlest;
4148 }
4149
4150 /*
4151  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4152  */
4153 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4154 {
4155         struct sched_domain *sd;
4156         struct sched_group *sg;
4157         int i = task_cpu(p);
4158
4159         if (idle_cpu(target))
4160                 return target;
4161
4162         /*
4163          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4164          */
4165         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4166                 return i;
4167
4168         /*
4169          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4170          */
4171         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4172         for_each_lower_domain(sd) {
4173                 sg = sd->groups;
4174                 do {
4175                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4176                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4177                                 goto next;
4178
4179                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4180                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4181                                         goto next;
4182                         }
4183
4184                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4185                                         tsk_cpus_allowed(p));
4186                         goto done;
4187 next:
4188                         sg = sg->next;
4189                 } while (sg != sd->groups);
4190         }
4191 done:
4192         return target;
4193 }
4194
4195 /*
4196  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
4197  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
4198  * SD_BALANCE_EXEC.
4199  *
4200  * Balance, ie. select the least loaded group.
4201  *
4202  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
4203  *
4204  * preempt must be disabled.
4205  */
4206 static int
4207 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4208 {
4209         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4210         int cpu = smp_processor_id();
4211         int new_cpu = cpu;
4212         int want_affine = 0;
4213         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4214
4215         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
4216                 return prev_cpu;
4217
4218         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4219                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4220                         want_affine = 1;
4221                 new_cpu = prev_cpu;
4222         }
4223
4224         rcu_read_lock();
4225         for_each_domain(cpu, tmp) {
4226                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4227                         continue;
4228
4229                 /*
4230                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4231                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4232                  */
4233                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4234                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4235                         affine_sd = tmp;
4236                         break;
4237                 }
4238
4239                 if (tmp->flags & sd_flag)
4240                         sd = tmp;
4241         }
4242
4243         if (affine_sd) {
4244                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4245                         prev_cpu = cpu;
4246
4247                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4248                 goto unlock;
4249         }
4250
4251         while (sd) {
4252                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
4253                 struct sched_group *group;
4254                 int weight;
4255
4256                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4257                         sd = sd->child;
4258                         continue;
4259                 }
4260
4261                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4262                         load_idx = sd->wake_idx;
4263
4264                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
4265                 if (!group) {
4266                         sd = sd->child;
4267                         continue;
4268                 }
4269
4270                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4271                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4272                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4273                         sd = sd->child;
4274                         continue;
4275                 }
4276
4277                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4278                 cpu = new_cpu;
4279                 weight = sd->span_weight;
4280                 sd = NULL;
4281                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4282                         if (weight <= tmp->span_weight)
4283                                 break;
4284                         if (tmp->flags & sd_flag)
4285                                 sd = tmp;
4286                 }
4287                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4288         }
4289 unlock:
4290         rcu_read_unlock();
4291
4292         return new_cpu;
4293 }
4294
4295 /*
4296  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4297  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4298  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4299  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4300  */
4301 static void
4302 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4303 {
4304         struct sched_entity *se = &p->se;
4305         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4306
4307         /*
4308          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4309          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4310          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4311          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4312          */
4313         if (se->avg.decay_count) {
4314                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4315                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4316                                                 &cfs_rq->removed_load);
4317         }
4318 }
4319 #endif /* CONFIG_SMP */
4320
4321 static unsigned long
4322 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4323 {
4324         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4325
4326         /*
4327          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4328          * to virtual-time in his units.
4329          *
4330          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4331          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4332          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4333          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4334          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4335          *
4336          * This is especially important for buddies when the leftmost
4337          * task is higher priority than the buddy.
4338          */
4339         return calc_delta_fair(gran, se);
4340 }
4341
4342 /*
4343  * Should 'se' preempt 'curr'.
4344  *
4345  *             |s1
4346  *        |s2
4347  *   |s3
4348  *         g
4349  *      |<--->|c
4350  *
4351  *  w(c, s1) = -1
4352  *  w(c, s2) =  0
4353  *  w(c, s3) =  1
4354  *
4355  */
4356 static int
4357 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4358 {
4359         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4360
4361         if (vdiff <= 0)
4362                 return -1;
4363
4364         gran = wakeup_gran(curr, se);
4365         if (vdiff > gran)
4366                 return 1;
4367
4368         return 0;
4369 }
4370
4371 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4372 {
4373         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4374                 return;
4375
4376         for_each_sched_entity(se)
4377                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4378 }
4379
4380 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4381 {
4382         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4383                 return;
4384
4385         for_each_sched_entity(se)
4386                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4387 }
4388
4389 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4390 {
4391         for_each_sched_entity(se)
4392                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4393 }
4394
4395 /*
4396  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4397  */
4398 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4399 {
4400         struct task_struct *curr = rq->curr;
4401         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4402         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4403         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4404         int next_buddy_marked = 0;
4405
4406         if (unlikely(se == pse))
4407                 return;
4408
4409         /*
4410          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
4411          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4412          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4413          * next-buddy nomination below.
4414          */
4415         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4416                 return;
4417
4418         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4419                 set_next_buddy(pse);
4420                 next_buddy_marked = 1;
4421         }
4422
4423         /*
4424          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4425          * wake up path.
4426          *
4427          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4428          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4429          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4430          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4431          * below.
4432          */
4433         if (test_tsk_need_resched(curr))
4434                 return;
4435
4436         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4437         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4438             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4439                 goto preempt;
4440
4441         /*
4442          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4443          * is driven by the tick):
4444          */
4445         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4446                 return;
4447
4448         find_matching_se(&se, &pse);
4449         update_curr(cfs_rq_of(se));
4450         BUG_ON(!pse);
4451         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4452                 /*
4453                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4454                  * triggering this preemption.
4455                  */
4456                 if (!next_buddy_marked)
4457                         set_next_buddy(pse);
4458                 goto preempt;
4459         }
4460
4461         return;
4462
4463 preempt:
4464         resched_task(curr);
4465         /*
4466          * Only set the backward buddy when the current task is still
4467          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4468          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4469          * point, either of which can * drop the rq lock.
4470          *
4471          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4472          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4473          */
4474         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4475                 return;
4476
4477         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4478                 set_last_buddy(se);
4479 }
4480
4481 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
4482 {
4483         struct task_struct *p;
4484         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4485         struct sched_entity *se;
4486
4487         if (!cfs_rq->nr_running)
4488                 return NULL;
4489
4490         do {
4491                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
4492                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4493                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4494         } while (cfs_rq);
4495
4496         p = task_of(se);
4497         if (hrtick_enabled(rq))
4498                 hrtick_start_fair(rq, p);
4499
4500         return p;
4501 }
4502
4503 /*
4504  * Account for a descheduled task:
4505  */
4506 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4507 {
4508         struct sched_entity *se = &prev->se;
4509         struct cfs_rq *cfs_rq;
4510
4511         for_each_sched_entity(se) {
4512                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4513                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
4514         }
4515 }
4516
4517 /*
4518  * sched_yield() is very simple
4519  *
4520  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
4521  */
4522 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
4523 {
4524         struct task_struct *curr = rq->curr;
4525         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4526         struct sched_entity *se = &curr->se;
4527
4528         /*
4529          * Are we the only task in the tree?
4530          */
4531         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
4532                 return;
4533
4534         clear_buddies(cfs_rq, se);
4535
4536         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
4537                 update_rq_clock(rq);
4538                 /*
4539                  * Update run-time statistics of the 'current'.
4540                  */
4541                 update_curr(cfs_rq);
4542                 /*
4543                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
4544                  * so we don't do microscopic update in schedule()
4545                  * and double the fastpath cost.
4546                  */
4547                  rq->skip_clock_update = 1;
4548         }
4549
4550         set_skip_buddy(se);
4551 }
4552
4553 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
4554 {
4555         struct sched_entity *se = &p->se;
4556
4557         /* throttled hierarchies are not runnable */
4558         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
4559                 return false;
4560
4561         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
4562         set_next_buddy(se);
4563
4564         yield_task_fair(rq);
4565
4566         return true;
4567 }
4568
4569 #ifdef CONFIG_SMP
4570 /**************************************************
4571  * Fair scheduling class load-balancing methods.
4572  *
4573  * BASICS
4574  *
4575  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
4576  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
4577  * time to each task. This is expressed in the following equation:
4578  *
4579  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
4580  *
4581  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
4582  * W_i,0 is defined as:
4583  *
4584  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
4585  *
4586  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
4587  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
4588  *
4589  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
4590  * weight:
4591  *
4592  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
4593  *
4594  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
4595  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
4596  * can also include other factors [XXX].
4597  *
4598  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
4599  * directly from (1):
4600  *
4601  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
4602  *
4603  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
4604  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
4605  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
4606  *
4607  * [XXX expand on:
4608  *     - infeasible weights;
4609  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
4610  *
4611  *
4612  * SCHED DOMAINS
4613  *
4614  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
4615  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
4616  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
4617  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
4618  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
4619  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
4620  * the groups.
4621  *
4622  * This yields:
4623  *
4624  *     log_2 n     1     n
4625  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
4626  *     i = 0      2^i   2^i
4627  *                               `- size of each group
4628  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
4629  *         |         `- freq
4630  *         `- sum over all levels
4631  *
4632  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
4633  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
4634  *
4635  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
4636  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
4637  *
4638  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
4639  *
4640  *             log_2 n     
4641  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
4642  *             k = 0
4643  *
4644  * And you'll find that:
4645  *
4646  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
4647  *
4648  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
4649  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
4650  * of:
4651  *
4652  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
4653  *
4654  *
4655  * WORK CONSERVING
4656  *
4657  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
4658  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
4659  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
4660  *
4661  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
4662  * time.
4663  *
4664  * [XXX more?]
4665  *
4666  *
4667  * CGROUPS
4668  *
4669  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
4670  *
4671  *                                s_k,i
4672  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
4673  *                                 S_k
4674  *
4675  * Where
4676  *
4677  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
4678  *
4679  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
4680  *
4681  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
4682  * property.
4683  *
4684  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
4685  *      rewrite all of this once again.]
4686  */ 
4687
4688 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
4689
4690 enum fbq_type { regular, remote, all };
4691
4692 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
4693 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
4694 #define LBF_DST_PINNED  0x04
4695 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
4696
4697 struct lb_env {
4698         struct sched_domain     *sd;
4699
4700         struct rq               *src_rq;
4701         int                     src_cpu;
4702
4703         int                     dst_cpu;
4704         struct rq               *dst_rq;
4705
4706         struct cpumask          *dst_grpmask;
4707         int                     new_dst_cpu;
4708         enum cpu_idle_type      idle;
4709         long                    imbalance;
4710         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
4711         struct cpumask          *cpus;
4712
4713         unsigned int            flags;
4714
4715         unsigned int            loop;
4716         unsigned int            loop_break;
4717         unsigned int            loop_max;
4718
4719         enum fbq_type           fbq_type;
4720 };
4721
4722 /*
4723  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
4724  * Both runqueues must be locked.
4725  */
4726 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4727 {
4728         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
4729         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
4730         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
4731         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
4732 }
4733
4734 /*
4735  * Is this task likely cache-hot:
4736  */
4737 static int
4738 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
4739 {
4740         s64 delta;
4741
4742         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
4743                 return 0;
4744
4745         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
4746                 return 0;
4747
4748         /*
4749          * Buddy candidates are cache hot:
4750          */
4751         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
4752                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
4753                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
4754                 return 1;
4755
4756         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
4757                 return 1;
4758         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
4759                 return 0;
4760
4761         delta = now - p->se.exec_start;
4762
4763         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
4764 }
4765
4766 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4767 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
4768 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4769 {
4770         int src_nid, dst_nid;
4771
4772         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults ||
4773             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
4774                 return false;
4775         }
4776
4777         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4778         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4779
4780         if (src_nid == dst_nid)
4781                 return false;
4782
4783         /* Always encourage migration to the preferred node. */
4784         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
4785                 return true;
4786
4787         /* If both task and group weight improve, this move is a winner. */
4788         if (task_weight(p, dst_nid) > task_weight(p, src_nid) &&
4789             group_weight(p, dst_nid) > group_weight(p, src_nid))
4790                 return true;
4791
4792         return false;
4793 }
4794
4795
4796 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4797 {
4798         int src_nid, dst_nid;
4799
4800         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
4801                 return false;
4802
4803         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
4804                 return false;
4805
4806         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4807         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4808
4809         if (src_nid == dst_nid)
4810                 return false;
4811
4812         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
4813         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
4814                 return true;
4815
4816         /* If either task or group weight get worse, don't do it. */
4817         if (task_weight(p, dst_nid) < task_weight(p, src_nid) ||
4818             group_weight(p, dst_nid) < group_weight(p, src_nid))
4819                 return true;
4820
4821         return false;
4822 }
4823
4824 #else
4825 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
4826                                              struct lb_env *env)
4827 {
4828         return false;
4829 }
4830
4831 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
4832                                              struct lb_env *env)
4833 {
4834         return false;
4835 }
4836 #endif
4837
4838 /*
4839  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
4840  */
4841 static
4842 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4843 {
4844         int tsk_cache_hot = 0;
4845         /*
4846          * We do not migrate tasks that are:
4847          * 1) throttled_lb_pair, or
4848          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
4849          * 3) running (obviously), or
4850          * 4) are cache-hot on their current CPU.
4851          */
4852         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
4853                 return 0;
4854
4855         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4856                 int cpu;
4857
4858                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
4859
4860                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
4861
4862                 /*
4863                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
4864                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
4865                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
4866                  *
4867                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
4868                  * one in current iteration.
4869                  */
4870                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
4871                         return 0;
4872
4873                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
4874                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
4875                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4876                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
4877                                 env->new_dst_cpu = cpu;
4878                                 break;
4879                         }
4880                 }
4881
4882                 return 0;
4883         }
4884
4885         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
4886         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
4887
4888         if (task_running(env->src_rq, p)) {
4889                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
4890                 return 0;
4891         }
4892
4893         /*
4894          * Aggressive migration if:
4895          * 1) destination numa is preferred
4896          * 2) task is cache cold, or
4897          * 3) too many balance attempts have failed.
4898          */
4899         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq), env->sd);
4900         if (!tsk_cache_hot)
4901                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
4902
4903         if (migrate_improves_locality(p, env)) {
4904 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4905                 if (tsk_cache_hot) {
4906                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4907                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4908                 }
4909 #endif
4910                 return 1;
4911         }
4912
4913         if (!tsk_cache_hot ||
4914                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
4915
4916                 if (tsk_cache_hot) {
4917                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4918                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4919                 }
4920
4921                 return 1;
4922         }
4923
4924         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
4925         return 0;
4926 }
4927
4928 /*
4929  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
4930  * part of active balancing operations within "domain".
4931  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4932  *
4933  * Called with both runqueues locked.
4934  */
4935 static int move_one_task(struct lb_env *env)
4936 {
4937         struct task_struct *p, *n;
4938
4939         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
4940                 if (!can_migrate_task(p, env))
4941                         continue;
4942
4943                 move_task(p, env);
4944                 /*
4945                  * Right now, this is only the second place move_task()
4946                  * is called, so we can safely collect move_task()
4947                  * stats here rather than inside move_task().
4948                  */
4949                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
4950                 return 1;
4951         }
4952         return 0;
4953 }
4954
4955 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
4956
4957 /*
4958  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
4959  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
4960  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4961  *
4962  * Called with both runqueues locked.
4963  */
4964 static int move_tasks(struct lb_env *env)
4965 {
4966         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
4967         struct task_struct *p;
4968         unsigned long load;
4969         int pulled = 0;
4970
4971         if (env->imbalance <= 0)
4972                 return 0;
4973
4974         while (!list_empty(tasks)) {
4975                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
4976
4977                 env->loop++;
4978                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
4979                 if (env->loop > env->loop_max)
4980                         break;
4981
4982                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
4983                 if (env->loop > env->loop_break) {
4984                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
4985                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
4986                         break;
4987                 }
4988
4989                 if (!can_migrate_task(p, env))
4990                         goto next;
4991
4992                 load = task_h_load(p);
4993
4994                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
4995                         goto next;
4996
4997                 if ((load / 2) > env->imbalance)
4998                         goto next;
4999
5000                 move_task(p, env);
5001                 pulled++;
5002                 env->imbalance -= load;
5003
5004 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5005                 /*
5006                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5007                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
5008                  * the critical section.
5009                  */
5010                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5011                         break;
5012 #endif
5013
5014                 /*
5015                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5016                  * weighted load.
5017                  */
5018                 if (env->imbalance <= 0)
5019                         break;
5020
5021                 continue;
5022 next:
5023                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5024         }
5025
5026         /*
5027          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
5028          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
5029          * inside move_task().
5030          */
5031         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
5032
5033         return pulled;
5034 }
5035
5036 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5037 /*
5038  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
5039  */
5040 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
5041 {
5042         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5043         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5044
5045         /* throttled entities do not contribute to load */
5046         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5047                 return;
5048
5049         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
5050
5051         if (se) {
5052                 update_entity_load_avg(se, 1);
5053                 /*
5054                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
5055                  * list removal.  This generally implies that all our children
5056                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
5057                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
5058                  * at enqueue.
5059                  *
5060                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
5061                  */
5062                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
5063                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5064         } else {
5065                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5066                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
5067         }
5068 }
5069
5070 static void update_blocked_averages(int cpu)
5071 {
5072         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5073         struct cfs_rq *cfs_rq;
5074         unsigned long flags;
5075
5076         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5077         update_rq_clock(rq);
5078         /*
5079          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5080          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5081          */
5082         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5083                 /*
5084                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5085                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5086                  * groups does not result in continually extending hold time.
5087                  */
5088                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5089         }
5090
5091         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5092 }
5093
5094 /*
5095  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5096  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5097  * group is a fraction of its parents load.
5098  */
5099 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5100 {
5101         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5102         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5103         unsigned long now = jiffies;
5104         unsigned long load;
5105
5106         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5107                 return;
5108
5109         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5110         for_each_sched_entity(se) {
5111                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5112                 cfs_rq->h_load_next = se;
5113                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5114                         break;
5115         }
5116
5117         if (!se) {
5118                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5119                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5120         }
5121
5122         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5123                 load = cfs_rq->h_load;
5124                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5125                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5126                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5127                 cfs_rq->h_load = load;
5128                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5129         }
5130 }
5131
5132 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5133 {
5134         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5135
5136         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5137         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5138                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5139 }
5140 #else
5141 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5142 {
5143 }
5144
5145 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5146 {
5147         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5148 }
5149 #endif
5150
5151 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5152 /*
5153  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5154  */
5155 struct sg_lb_stats {
5156         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5157         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5158         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5159         unsigned long load_per_task;
5160         unsigned long group_power;
5161         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5162         unsigned int group_capacity;
5163         unsigned int idle_cpus;
5164         unsigned int group_weight;
5165         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
5166         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
5167 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5168         unsigned int nr_numa_running;
5169         unsigned int nr_preferred_running;
5170 #endif
5171 };
5172
5173 /*
5174  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5175  *               during load balancing.
5176  */
5177 struct sd_lb_stats {
5178         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5179         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5180         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5181         unsigned long total_pwr;        /* Total power of all groups in sd */
5182         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5183
5184         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5185         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5186 };
5187
5188 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5189 {
5190         /*
5191          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5192          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5193          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5194          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5195          */
5196         *sds = (struct sd_lb_stats){
5197                 .busiest = NULL,
5198                 .local = NULL,
5199                 .total_load = 0UL,
5200                 .total_pwr = 0UL,
5201                 .busiest_stat = {
5202                         .avg_load = 0UL,
5203                 },
5204         };
5205 }
5206
5207 /**
5208  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5209  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5210  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
5211  *
5212  * Return: The load index.
5213  */
5214 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5215                                         enum cpu_idle_type idle)
5216 {
5217         int load_idx;
5218
5219         switch (idle) {
5220         case CPU_NOT_IDLE:
5221                 load_idx = sd->busy_idx;
5222                 break;
5223
5224         case CPU_NEWLY_IDLE:
5225                 load_idx = sd->newidle_idx;
5226                 break;
5227         default:
5228                 load_idx = sd->idle_idx;
5229                 break;
5230         }
5231
5232         return load_idx;
5233 }
5234
5235 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5236 {
5237         return SCHED_POWER_SCALE;
5238 }
5239
5240 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5241 {
5242         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
5243 }
5244
5245 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5246 {
5247         unsigned long weight = sd->span_weight;
5248         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
5249
5250         smt_gain /= weight;
5251
5252         return smt_gain;
5253 }
5254
5255 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5256 {
5257         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
5258 }
5259
5260 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
5261 {
5262         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5263         u64 total, available, age_stamp, avg;
5264
5265         /*
5266          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5267          * we read them once before doing sanity checks on them.
5268          */
5269         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5270         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5271
5272         total = sched_avg_period() + (rq_clock(rq) - age_stamp);
5273
5274         if (unlikely(total < avg)) {
5275                 /* Ensures that power won't end up being negative */
5276                 available = 0;
5277         } else {
5278                 available = total - avg;
5279         }
5280
5281         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
5282                 total = SCHED_POWER_SCALE;
5283
5284         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5285
5286         return div_u64(available, total);
5287 }
5288
5289 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5290 {
5291         unsigned long weight = sd->span_weight;
5292         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
5293         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5294
5295         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
5296                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
5297                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
5298                 else
5299                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
5300
5301                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5302         }
5303
5304         sdg->sgp->power_orig = power;
5305
5306         if (sched_feat(ARCH_POWER))
5307                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
5308         else
5309                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
5310
5311         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5312
5313         power *= scale_rt_power(cpu);
5314         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5315
5316         if (!power)
5317                 power = 1;
5318
5319         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
5320         sdg->sgp->power = power;
5321 }
5322
5323 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5324 {
5325         struct sched_domain *child = sd->child;
5326         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
5327         unsigned long power, power_orig;
5328         unsigned long interval;
5329
5330         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5331         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5332         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
5333
5334         if (!child) {
5335                 update_cpu_power(sd, cpu);
5336                 return;
5337         }
5338
5339         power_orig = power = 0;
5340
5341         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
5342                 /*
5343                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
5344                  * span the current group.
5345                  */
5346
5347                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
5348                         struct sched_group *sg = cpu_rq(cpu)->sd->groups;
5349
5350                         power_orig += sg->sgp->power_orig;
5351                         power += sg->sgp->power;
5352                 }
5353         } else  {
5354                 /*
5355                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
5356                  * span the current group.
5357                  */ 
5358
5359                 group = child->groups;
5360                 do {
5361                         power_orig += group->sgp->power_orig;
5362                         power += group->sgp->power;
5363                         group = group->next;
5364                 } while (group != child->groups);
5365         }
5366
5367         sdg->sgp->power_orig = power_orig;
5368         sdg->sgp->power = power;
5369 }
5370
5371 /*
5372  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
5373  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
5374  * which on its own isn't powerful enough.
5375  *
5376  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
5377  */
5378 static inline int
5379 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
5380 {
5381         /*
5382          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
5383          */
5384         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
5385                 return 0;
5386
5387         /*
5388          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
5389          */
5390         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
5391                 return 1;
5392
5393         return 0;
5394 }
5395
5396 /*
5397  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
5398  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
5399  *
5400  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
5401  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
5402  * Something like:
5403  *
5404  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
5405  *              *     * * *
5406  *
5407  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
5408  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
5409  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
5410  *
5411  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
5412  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
5413  * moving tasks due to affinity constraints.
5414  *
5415  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
5416  * update_sd_pick_busiest(). And calculcate_imbalance() and
5417  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
5418  * to create an effective group imbalance.
5419  *
5420  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
5421  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
5422  * subtle and fragile situation.
5423  */
5424
5425 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
5426 {
5427         return group->sgp->imbalance;
5428 }
5429
5430 /*
5431  * Compute the group capacity.
5432  *
5433  * Avoid the issue where N*frac(smt_power) >= 1 creates 'phantom' cores by
5434  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
5435  * and limit power unit capacity with that.
5436  */
5437 static inline int sg_capacity(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
5438 {
5439         unsigned int capacity, smt, cpus;
5440         unsigned int power, power_orig;
5441
5442         power = group->sgp->power;
5443         power_orig = group->sgp->power_orig;
5444         cpus = group->group_weight;
5445
5446         /* smt := ceil(cpus / power), assumes: 1 < smt_power < 2 */
5447         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_POWER_SCALE * cpus, power_orig);
5448         capacity = cpus / smt; /* cores */
5449
5450         capacity = min_t(unsigned, capacity, DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE));
5451         if (!capacity)
5452                 capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5453
5454         return capacity;
5455 }
5456
5457 /**
5458  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
5459  * @env: The load balancing environment.
5460  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
5461  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
5462  * @local_group: Does group contain this_cpu.
5463  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
5464  */
5465 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
5466                         struct sched_group *group, int load_idx,
5467                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
5468 {
5469         unsigned long nr_running;
5470         unsigned long load;
5471         int i;
5472
5473         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
5474
5475         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5476                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5477
5478                 nr_running = rq->nr_running;
5479
5480                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5481                 if (local_group)
5482                         load = target_load(i, load_idx);
5483                 else
5484                         load = source_load(i, load_idx);
5485
5486                 sgs->group_load += load;
5487                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
5488 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5489                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
5490                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
5491 #endif
5492                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
5493                 if (idle_cpu(i))
5494                         sgs->idle_cpus++;
5495         }
5496
5497         /* Adjust by relative CPU power of the group */
5498         sgs->group_power = group->sgp->power;
5499         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / sgs->group_power;
5500
5501         if (sgs->sum_nr_running)
5502                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
5503
5504         sgs->group_weight = group->group_weight;
5505
5506         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
5507         sgs->group_capacity = sg_capacity(env, group);
5508
5509         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
5510                 sgs->group_has_capacity = 1;
5511 }
5512
5513 /**
5514  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
5515  * @env: The load balancing environment.
5516  * @sds: sched_domain statistics
5517  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
5518  * @sgs: sched_group statistics
5519  *
5520  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
5521  * busiest group.
5522  *
5523  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
5524  * busiest group. %false otherwise.
5525  */
5526 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
5527                                    struct sd_lb_stats *sds,
5528                                    struct sched_group *sg,
5529                                    struct sg_lb_stats *sgs)
5530 {
5531         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
5532                 return false;
5533
5534         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
5535                 return true;
5536
5537         if (sgs->group_imb)
5538                 return true;
5539
5540         /*
5541          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
5542          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
5543          * higher than ourself as busy.
5544          */
5545         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
5546             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
5547                 if (!sds->busiest)
5548                         return true;
5549
5550                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
5551                         return true;
5552         }
5553
5554         return false;
5555 }
5556
5557 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5558 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5559 {
5560         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
5561                 return regular;
5562         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
5563                 return remote;
5564         return all;
5565 }
5566
5567 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5568 {
5569         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
5570                 return regular;
5571         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
5572                 return remote;
5573         return all;
5574 }
5575 #else
5576 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5577 {
5578         return all;
5579 }
5580
5581 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5582 {
5583         return regular;
5584 }
5585 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5586
5587 /**
5588  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
5589  * @env: The load balancing environment.
5590  * @balance: Should we balance.
5591  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
5592  */
5593 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5594 {
5595         struct sched_domain *child = env->sd->child;
5596         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5597         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
5598         int load_idx, prefer_sibling = 0;
5599
5600         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
5601                 prefer_sibling = 1;
5602
5603         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
5604
5605         do {
5606                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
5607                 int local_group;
5608
5609                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
5610                 if (local_group) {
5611                         sds->local = sg;
5612                         sgs = &sds->local_stat;
5613
5614                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
5615                             time_after_eq(jiffies, sg->sgp->next_update))
5616                                 update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
5617                 }
5618
5619                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs);
5620
5621                 if (local_group)
5622                         goto next_group;
5623
5624                 /*
5625                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
5626                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
5627                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
5628                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
5629                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
5630                  * extra check prevents the case where you always pull from the
5631                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
5632                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
5633                  */
5634                 if (prefer_sibling && sds->local &&
5635                     sds->local_stat.group_has_capacity)
5636                         sgs->group_capacity = min(sgs->group_capacity, 1U);
5637
5638                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
5639                         sds->busiest = sg;
5640                         sds->busiest_stat = *sgs;
5641                 }
5642
5643 next_group:
5644                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
5645                 sds->total_load += sgs->group_load;
5646                 sds->total_pwr += sgs->group_power;
5647
5648                 sg = sg->next;
5649         } while (sg != env->sd->groups);
5650
5651         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
5652                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
5653 }
5654
5655 /**
5656  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
5657  *                      sched doman.
5658  *
5659  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
5660  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
5661  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
5662  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
5663  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
5664  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
5665  *
5666  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
5667  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
5668  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
5669  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
5670  * number.
5671  *
5672  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
5673  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
5674  *
5675  * @env: The load balancing environment.
5676  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
5677  */
5678 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5679 {
5680         int busiest_cpu;
5681
5682         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
5683                 return 0;
5684
5685         if (!sds->busiest)
5686                 return 0;
5687
5688         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
5689         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
5690                 return 0;
5691
5692         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
5693                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_power,
5694                 SCHED_POWER_SCALE);
5695
5696         return 1;
5697 }
5698
5699 /**
5700  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
5701  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
5702  *                      load balancing.
5703  * @env: The load balancing environment.
5704  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5705  */
5706 static inline
5707 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5708 {
5709         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
5710         unsigned int imbn = 2;
5711         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
5712         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5713
5714         local = &sds->local_stat;
5715         busiest = &sds->busiest_stat;
5716
5717         if (!local->sum_nr_running)
5718                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
5719         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
5720                 imbn = 1;
5721
5722         scaled_busy_load_per_task =
5723                 (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5724                 busiest->group_power;
5725
5726         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
5727             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
5728                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5729                 return;
5730         }
5731
5732         /*
5733          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
5734          * however we may be able to increase total CPU power used by
5735          * moving them.
5736          */
5737
5738         pwr_now += busiest->group_power *
5739                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
5740         pwr_now += local->group_power *
5741                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
5742         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
5743
5744         /* Amount of load we'd subtract */
5745         tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5746                 busiest->group_power;
5747         if (busiest->avg_load > tmp) {
5748                 pwr_move += busiest->group_power *
5749                             min(busiest->load_per_task,
5750                                 busiest->avg_load - tmp);
5751         }
5752
5753         /* Amount of load we'd add */
5754         if (busiest->avg_load * busiest->group_power <
5755             busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) {
5756                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_power) /
5757                       local->group_power;
5758         } else {
5759                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5760                       local->group_power;
5761         }
5762         pwr_move += local->group_power *
5763                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
5764         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
5765
5766         /* Move if we gain throughput */
5767         if (pwr_move > pwr_now)
5768                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5769 }
5770
5771 /**
5772  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
5773  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
5774  * @env: load balance environment
5775  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5776  */
5777 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5778 {
5779         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
5780         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5781
5782         local = &sds->local_stat;
5783         busiest = &sds->busiest_stat;
5784
5785         if (busiest->group_imb) {
5786                 /*
5787                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
5788                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
5789                  */
5790                 busiest->load_per_task =
5791                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
5792         }
5793
5794         /*
5795          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
5796          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
5797          * its cpu_power, while calculating max_load..)
5798          */
5799         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
5800             local->avg_load >= sds->avg_load) {
5801                 env->imbalance = 0;
5802                 return fix_small_imbalance(env, sds);
5803         }
5804
5805         if (!busiest->group_imb) {
5806                 /*
5807                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
5808                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
5809                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
5810                  */
5811                 load_above_capacity =
5812                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity);
5813
5814                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
5815                 load_above_capacity /= busiest->group_power;
5816         }
5817
5818         /*
5819          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
5820          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
5821          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
5822          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
5823          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
5824          * for the minimum possible imbalance.
5825          */
5826         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
5827
5828         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
5829         env->imbalance = min(
5830                 max_pull * busiest->group_power,
5831                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_power
5832         ) / SCHED_POWER_SCALE;
5833
5834         /*
5835          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
5836          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
5837          * a think about bumping its value to force at least one task to be
5838          * moved
5839          */
5840         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
5841                 return fix_small_imbalance(env, sds);
5842 }
5843
5844 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
5845
5846 /**
5847  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
5848  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
5849  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
5850  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
5851  * such a group exists.
5852  *
5853  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
5854  * to restore balance.
5855  *
5856  * @env: The load balancing environment.
5857  *
5858  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
5859  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
5860  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
5861  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
5862  */
5863 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
5864 {
5865         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5866         struct sd_lb_stats sds;
5867
5868         init_sd_lb_stats(&sds);
5869
5870         /*
5871          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
5872          * this level.
5873          */
5874         update_sd_lb_stats(env, &sds);
5875         local = &sds.local_stat;
5876         busiest = &sds.busiest_stat;
5877
5878         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
5879             check_asym_packing(env, &sds))
5880                 return sds.busiest;
5881
5882         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
5883         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
5884                 goto out_balanced;
5885
5886         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
5887
5888         /*
5889          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
5890          * work because they assume all things are equal, which typically
5891          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
5892          */
5893         if (busiest->group_imb)
5894                 goto force_balance;
5895
5896         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
5897         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_capacity &&
5898             !busiest->group_has_capacity)
5899                 goto force_balance;
5900
5901         /*
5902          * If the local group is more busy than the selected busiest group
5903          * don't try and pull any tasks.
5904          */
5905         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
5906                 goto out_balanced;
5907
5908         /*
5909          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
5910          * average load.
5911          */
5912         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
5913                 goto out_balanced;
5914
5915         if (env->idle == CPU_IDLE) {
5916                 /*
5917                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
5918                  * have more tasks than the number of available cpu's and
5919                  * there is no imbalance between this and busiest group
5920                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
5921                  */
5922                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
5923                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
5924                         goto out_balanced;
5925         } else {
5926                 /*
5927                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
5928                  * imbalance_pct to be conservative.
5929                  */
5930                 if (100 * busiest->avg_load <=
5931                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
5932                         goto out_balanced;
5933         }
5934
5935 force_balance:
5936         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
5937         calculate_imbalance(env, &sds);
5938         return sds.busiest;
5939
5940 out_balanced:
5941         env->imbalance = 0;
5942         return NULL;
5943 }
5944
5945 /*
5946  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
5947  */
5948 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
5949                                      struct sched_group *group)
5950 {
5951         struct rq *busiest = NULL, *rq;
5952         unsigned long busiest_load = 0, busiest_power = 1;
5953         int i;
5954
5955         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5956                 unsigned long power, capacity, wl;
5957                 enum fbq_type rt;
5958
5959                 rq = cpu_rq(i);
5960                 rt = fbq_classify_rq(rq);
5961
5962                 /*
5963                  * We classify groups/runqueues into three groups:
5964                  *  - regular: there are !numa tasks
5965                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
5966                  *  - all:     there is no distinction
5967                  *
5968                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
5969                  * ignore those when there's better options.
5970                  *
5971                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
5972                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
5973                  * queue by moving tasks around inside the node.
5974                  *
5975                  * If we cannot move enough load due to this classification
5976                  * the next pass will adjust the group classification and
5977                  * allow migration of more tasks.
5978                  *
5979                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
5980                  */
5981                 if (rt > env->fbq_type)
5982                         continue;
5983
5984                 power = power_of(i);
5985                 capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE);
5986                 if (!capacity)
5987                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5988
5989                 wl = weighted_cpuload(i);
5990
5991                 /*
5992                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
5993                  * which is not scaled with the cpu power.
5994                  */
5995                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
5996                         continue;
5997
5998                 /*
5999                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6000                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
6001                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
6002                  * running at a lower capacity.
6003                  *
6004                  * Thus we're looking for max(wl_i / power_i), crosswise
6005                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6006                  * to: wl_i * power_j > wl_j * power_i;  where j is our
6007                  * previous maximum.
6008                  */
6009                 if (wl * busiest_power > busiest_load * power) {
6010                         busiest_load = wl;
6011                         busiest_power = power;
6012                         busiest = rq;
6013                 }
6014         }
6015
6016         return busiest;
6017 }
6018
6019 /*
6020  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6021  * so long as it is large enough.
6022  */
6023 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6024
6025 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6026 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6027
6028 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6029 {
6030         struct sched_domain *sd = env->sd;
6031
6032         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6033
6034                 /*
6035                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6036                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6037                  * lowest numbered CPUs.
6038                  */
6039                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6040                         return 1;
6041         }
6042
6043         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6044 }
6045
6046 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6047
6048 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6049 {
6050         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6051         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6052         int cpu, balance_cpu = -1;
6053
6054         /*
6055          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6056          * to do the newly idle load balance.
6057          */
6058         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6059                 return 1;
6060
6061         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6062         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6063         /* Try to find first idle cpu */
6064         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6065                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6066                         continue;
6067
6068                 balance_cpu = cpu;
6069                 break;
6070         }
6071
6072         if (balance_cpu == -1)
6073                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6074
6075         /*
6076          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6077          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6078          */
6079         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6080 }
6081
6082 /*
6083  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6084  * tasks if there is an imbalance.
6085  */
6086 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6087                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6088                         int *continue_balancing)
6089 {
6090         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6091         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6092         struct sched_group *group;
6093         struct rq *busiest;
6094         unsigned long flags;
6095         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
6096
6097         struct lb_env env = {
6098                 .sd             = sd,
6099                 .dst_cpu        = this_cpu,
6100                 .dst_rq         = this_rq,
6101                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6102                 .idle           = idle,
6103                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6104                 .cpus           = cpus,
6105                 .fbq_type       = all,
6106         };
6107
6108         /*
6109          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6110          * other cpus in our group
6111          */
6112         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6113                 env.dst_grpmask = NULL;
6114
6115         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6116
6117         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6118
6119 redo:
6120         if (!should_we_balance(&env)) {
6121                 *continue_balancing = 0;
6122                 goto out_balanced;
6123         }
6124
6125         group = find_busiest_group(&env);
6126         if (!group) {
6127                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6128                 goto out_balanced;
6129         }
6130
6131         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6132         if (!busiest) {
6133                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6134                 goto out_balanced;
6135         }
6136
6137         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6138
6139         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6140
6141         ld_moved = 0;
6142         if (busiest->nr_running > 1) {
6143                 /*
6144                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6145                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6146                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6147                  * correctly treated as an imbalance.
6148                  */
6149                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6150                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6151                 env.src_rq    = busiest;
6152                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6153
6154 more_balance:
6155                 local_irq_save(flags);
6156                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
6157
6158                 /*
6159                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6160                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6161                  */
6162                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
6163                 ld_moved += cur_ld_moved;
6164                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
6165                 local_irq_restore(flags);
6166
6167                 /*
6168                  * some other cpu did the load balance for us.
6169                  */
6170                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
6171                         resched_cpu(env.dst_cpu);
6172
6173                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6174                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6175                         goto more_balance;
6176                 }
6177
6178                 /*
6179                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6180                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6181                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6182                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6183                  * sched_group.
6184                  *
6185                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6186                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6187                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6188                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6189                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6190                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6191                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6192                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6193                  * This however should not happen so much in practice and
6194                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6195                  * excess load moved.
6196                  */
6197                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6198
6199                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6200                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6201
6202                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6203                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6204                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6205                         env.loop         = 0;
6206                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6207
6208                         /*
6209                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6210                          * need to continue with same src_cpu.
6211                          */
6212                         goto more_balance;
6213                 }
6214
6215                 /*
6216                  * We failed to reach balance because of affinity.
6217                  */
6218                 if (sd_parent) {
6219                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgp->imbalance;
6220
6221                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6222                                 *group_imbalance = 1;
6223                         } else if (*group_imbalance)
6224                                 *group_imbalance = 0;
6225                 }
6226
6227                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6228                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6229                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6230                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6231                                 env.loop = 0;
6232                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6233                                 goto redo;
6234                         }
6235                         goto out_balanced;
6236                 }
6237         }
6238
6239         if (!ld_moved) {
6240                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
6241                 /*
6242                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
6243                  * We do not want newidle balance, which can be very
6244                  * frequent, pollute the failure counter causing
6245                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
6246                  */
6247                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
6248                         sd->nr_balance_failed++;
6249
6250                 if (need_active_balance(&env)) {
6251                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6252
6253                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
6254                          * if the curr task on busiest cpu can't be
6255                          * moved to this_cpu
6256                          */
6257                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
6258                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
6259                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
6260                                                             flags);
6261                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6262                                 goto out_one_pinned;
6263                         }
6264
6265                         /*
6266                          * ->active_balance synchronizes accesses to
6267                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
6268                          * only after active load balance is finished.
6269                          */
6270                         if (!busiest->active_balance) {
6271                                 busiest->active_balance = 1;
6272                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
6273                                 active_balance = 1;
6274                         }
6275                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
6276
6277                         if (active_balance) {
6278                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
6279                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
6280                                         &busiest->active_balance_work);
6281                         }
6282
6283                         /*
6284                          * We've kicked active balancing, reset the failure
6285                          * counter.
6286                          */
6287                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
6288                 }
6289         } else
6290                 sd->nr_balance_failed = 0;
6291
6292         if (likely(!active_balance)) {
6293                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
6294                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
6295         } else {
6296                 /*
6297                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
6298                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
6299                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
6300                  * move_tasks).
6301                  */
6302                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
6303                         sd->balance_interval *= 2;
6304         }
6305
6306         goto out;
6307
6308 out_balanced:
6309         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
6310
6311         sd->nr_balance_failed = 0;
6312
6313 out_one_pinned:
6314         /* tune up the balancing interval */
6315         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
6316                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
6317                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
6318                 sd->balance_interval *= 2;
6319
6320         ld_moved = 0;
6321 out:
6322         return ld_moved;
6323 }
6324
6325 /*
6326  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
6327  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
6328  */
6329 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
6330 {
6331         struct sched_domain *sd;
6332         int pulled_task = 0;
6333         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
6334         u64 curr_cost = 0;
6335
6336         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
6337
6338         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
6339                 return;
6340
6341         /*
6342          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
6343          */
6344         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
6345
6346         update_blocked_averages(this_cpu);
6347         rcu_read_lock();
6348         for_each_domain(this_cpu, sd) {
6349                 unsigned long interval;
6350                 int continue_balancing = 1;
6351                 u64 t0, domain_cost;
6352
6353                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6354                         continue;
6355
6356                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
6357                         break;
6358
6359                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
6360                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
6361
6362                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
6363                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
6364                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
6365                                                    &continue_balancing);
6366
6367                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
6368                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
6369                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
6370
6371                         curr_cost += domain_cost;
6372                 }
6373
6374                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6375                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
6376                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6377                 if (pulled_task) {
6378                         this_rq->idle_stamp = 0;
6379                         break;
6380                 }
6381         }
6382         rcu_read_unlock();
6383
6384         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
6385
6386         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
6387                 /*
6388                  * We are going idle. next_balance may be set based on
6389                  * a busy processor. So reset next_balance.
6390                  */
6391                 this_rq->next_balance = next_balance;
6392         }
6393
6394         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
6395                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
6396 }
6397
6398 /*
6399  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
6400  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
6401  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
6402  * avoids physical / logical imbalances.
6403  */
6404 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
6405 {
6406         struct rq *busiest_rq = data;
6407         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
6408         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
6409         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
6410         struct sched_domain *sd;
6411
6412         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
6413
6414         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
6415         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
6416                      !busiest_rq->active_balance))
6417                 goto out_unlock;
6418
6419         /* Is there any task to move? */
6420         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
6421                 goto out_unlock;
6422
6423         /*
6424          * This condition is "impossible", if it occurs
6425          * we need to fix it. Originally reported by
6426          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
6427          */
6428         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
6429
6430         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
6431         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
6432
6433         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
6434         rcu_read_lock();
6435         for_each_domain(target_cpu, sd) {
6436                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
6437                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
6438                                 break;
6439         }
6440
6441         if (likely(sd)) {
6442                 struct lb_env env = {
6443                         .sd             = sd,
6444                         .dst_cpu        = target_cpu,
6445                         .dst_rq         = target_rq,
6446                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
6447                         .src_rq         = busiest_rq,
6448                         .idle           = CPU_IDLE,
6449                 };
6450
6451                 schedstat_inc(sd, alb_count);
6452
6453                 if (move_one_task(&env))
6454                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
6455                 else
6456                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
6457         }
6458         rcu_read_unlock();
6459         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
6460 out_unlock:
6461         busiest_rq->active_balance = 0;
6462         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
6463         return 0;
6464 }
6465
6466 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6467 /*
6468  * idle load balancing details
6469  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
6470  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
6471  *   load balancing for all the idle CPUs.
6472  */
6473 static struct {
6474         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6475         atomic_t nr_cpus;
6476         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6477 } nohz ____cacheline_aligned;
6478
6479 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
6480 {
6481         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
6482
6483         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
6484                 return ilb;
6485
6486         return nr_cpu_ids;
6487 }
6488
6489 /*
6490  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
6491  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
6492  * CPU (if there is one).
6493  */
6494 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
6495 {
6496         int ilb_cpu;
6497
6498         nohz.next_balance++;
6499
6500         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
6501
6502         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
6503                 return;
6504
6505         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
6506                 return;
6507         /*
6508          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
6509          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
6510          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
6511          * will be run before returning from the IPI.
6512          */
6513         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
6514         return;
6515 }
6516
6517 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
6518 {
6519         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
6520                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6521                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
6522                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6523         }
6524 }
6525
6526 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
6527 {
6528         struct sched_domain *sd;
6529
6530         rcu_read_lock();
6531         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
6532
6533         if (!sd || !sd->nohz_idle)
6534                 goto unlock;
6535         sd->nohz_idle = 0;
6536
6537         for (; sd; sd = sd->parent)
6538                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6539 unlock:
6540         rcu_read_unlock();
6541 }
6542
6543 void set_cpu_sd_state_idle(void)
6544 {
6545         struct sched_domain *sd;
6546
6547         rcu_read_lock();
6548         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
6549
6550         if (!sd || sd->nohz_idle)
6551                 goto unlock;
6552         sd->nohz_idle = 1;
6553
6554         for (; sd; sd = sd->parent)
6555                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6556 unlock:
6557         rcu_read_unlock();
6558 }
6559
6560 /*
6561  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
6562  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
6563  */
6564 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
6565 {
6566         /*
6567          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
6568          */
6569         if (!cpu_active(cpu))
6570                 return;
6571
6572         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
6573                 return;
6574
6575         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6576         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
6577         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6578 }
6579
6580 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
6581                                         unsigned long action, void *hcpu)
6582 {
6583         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6584         case CPU_DYING:
6585                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
6586                 return NOTIFY_OK;
6587         default:
6588                 return NOTIFY_DONE;
6589         }
6590 }
6591 #endif
6592
6593 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
6594
6595 /*
6596  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
6597  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
6598  */
6599 void update_max_interval(void)
6600 {
6601         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
6602 }
6603
6604 /*
6605  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
6606  * and initiates a balancing operation if so.
6607  *
6608  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
6609  */
6610 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
6611 {
6612         int continue_balancing = 1;
6613         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6614         unsigned long interval;
6615         struct sched_domain *sd;
6616         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
6617         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
6618         int update_next_balance = 0;
6619         int need_serialize, need_decay = 0;
6620         u64 max_cost = 0;
6621
6622         update_blocked_averages(cpu);
6623
6624         rcu_read_lock();
6625         for_each_domain(cpu, sd) {
6626                 /*
6627                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
6628                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
6629                  */
6630                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
6631                         sd->max_newidle_lb_cost =
6632                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
6633                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
6634                         need_decay = 1;
6635                 }
6636                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
6637
6638                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6639                         continue;
6640
6641                 /*
6642                  * Stop the load balance at this level. There is another
6643                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
6644                  * actively.
6645                  */
6646                 if (!continue_balancing) {
6647                         if (need_decay)
6648                                 continue;
6649                         break;
6650                 }
6651
6652                 interval = sd->balance_interval;
6653                 if (idle != CPU_IDLE)
6654                         interval *= sd->busy_factor;
6655
6656                 /* scale ms to jiffies */
6657                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
6658                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6659
6660                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
6661
6662                 if (need_serialize) {
6663                         if (!spin_trylock(&balancing))
6664                                 goto out;
6665                 }
6666
6667                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
6668                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
6669                                 /*
6670                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
6671                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
6672                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
6673                                  */
6674                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6675                         }
6676                         sd->last_balance = jiffies;
6677                 }
6678                 if (need_serialize)
6679                         spin_unlock(&balancing);
6680 out:
6681                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
6682                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6683                         update_next_balance = 1;
6684                 }
6685         }
6686         if (need_decay) {
6687                 /*
6688                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
6689                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
6690                  */
6691                 rq->max_idle_balance_cost =
6692                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
6693         }
6694         rcu_read_unlock();
6695
6696         /*
6697          * next_balance will be updated only when there is a need.
6698          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
6699          * updated.
6700          */
6701         if (likely(update_next_balance))
6702                 rq->next_balance = next_balance;
6703 }
6704
6705 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6706 /*
6707  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
6708  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
6709  */
6710 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
6711 {
6712         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
6713         struct rq *rq;
6714         int balance_cpu;
6715
6716         if (idle != CPU_IDLE ||
6717             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
6718                 goto end;
6719
6720         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
6721                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
6722                         continue;
6723
6724                 /*
6725                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
6726                  * work being done for other cpus. Next load
6727                  * balancing owner will pick it up.
6728                  */
6729                 if (need_resched())
6730                         break;
6731
6732                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
6733
6734                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
6735                 update_rq_clock(rq);
6736                 update_idle_cpu_load(rq);
6737                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
6738
6739                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
6740
6741                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
6742                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
6743         }
6744         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
6745 end:
6746         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
6747 }
6748
6749 /*
6750  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
6751  * of an idle cpu is the system.
6752  *   - This rq has more than one task.
6753  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
6754  *     busy cpu's exceeding the group's power.
6755  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
6756  *     domain span are idle.
6757  */
6758 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
6759 {
6760         unsigned long now = jiffies;
6761         struct sched_domain *sd;
6762
6763         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
6764                 return 0;
6765
6766        /*
6767         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
6768         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
6769         */
6770         set_cpu_sd_state_busy();
6771         nohz_balance_exit_idle(cpu);
6772
6773         /*
6774          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
6775          * balancing.
6776          */
6777         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
6778                 return 0;
6779
6780         if (time_before(now, nohz.next_balance))
6781                 return 0;
6782
6783         if (rq->nr_running >= 2)
6784                 goto need_kick;
6785
6786         rcu_read_lock();
6787         for_each_domain(cpu, sd) {
6788                 struct sched_group *sg = sd->groups;
6789                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
6790                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
6791
6792                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
6793                         goto need_kick_unlock;
6794
6795                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
6796                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
6797                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
6798                         goto need_kick_unlock;
6799
6800                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
6801                         break;
6802         }
6803         rcu_read_unlock();
6804         return 0;
6805
6806 need_kick_unlock:
6807         rcu_read_unlock();
6808 need_kick:
6809         return 1;
6810 }
6811 #else
6812 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
6813 #endif
6814
6815 /*
6816  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
6817  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
6818  */
6819 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
6820 {
6821         int this_cpu = smp_processor_id();
6822         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
6823         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
6824                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6825
6826         rebalance_domains(this_cpu, idle);
6827
6828         /*
6829          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
6830          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
6831          * stopped.
6832          */
6833         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
6834 }
6835
6836 static inline int on_null_domain(int cpu)
6837 {
6838         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
6839 }
6840
6841 /*
6842  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
6843  */
6844 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
6845 {
6846         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
6847         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
6848             likely(!on_null_domain(cpu)))
6849                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
6850 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6851         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
6852                 nohz_balancer_kick(cpu);
6853 #endif
6854 }
6855
6856 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
6857 {
6858         update_sysctl();
6859 }
6860
6861 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
6862 {
6863         update_sysctl();
6864
6865         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
6866         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
6867 }
6868
6869 #endif /* CONFIG_SMP */
6870
6871 /*
6872  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
6873  */
6874 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
6875 {
6876         struct cfs_rq *cfs_rq;
6877         struct sched_entity *se = &curr->se;
6878
6879         for_each_sched_entity(se) {
6880                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6881                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
6882         }
6883
6884         if (numabalancing_enabled)
6885                 task_tick_numa(rq, curr);
6886
6887         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
6888 }
6889
6890 /*
6891  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
6892  *  - child not yet on the tasklist
6893  *  - preemption disabled
6894  */
6895 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
6896 {
6897         struct cfs_rq *cfs_rq;
6898         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
6899         int this_cpu = smp_processor_id();
6900         struct rq *rq = this_rq();
6901         unsigned long flags;
6902
6903         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6904
6905         update_rq_clock(rq);
6906
6907         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
6908         curr = cfs_rq->curr;
6909
6910         /*
6911          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
6912          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
6913          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
6914          * of child point to valid ones.
6915          */
6916         rcu_read_lock();
6917         __set_task_cpu(p, this_cpu);
6918         rcu_read_unlock();
6919
6920         update_curr(cfs_rq);
6921
6922         if (curr)
6923                 se->vruntime = curr->vruntime;
6924         place_entity(cfs_rq, se, 1);
6925
6926         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
6927                 /*
6928                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
6929                  * 'current' within the tree based on its new key value.
6930                  */
6931                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
6932                 resched_task(rq->curr);
6933         }
6934
6935         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6936
6937         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6938 }
6939
6940 /*
6941  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
6942  * the current task.
6943  */
6944 static void
6945 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
6946 {
6947         if (!p->se.on_rq)
6948                 return;
6949
6950         /*
6951          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
6952          * our priority decreased, or if we are not currently running on
6953          * this runqueue and our priority is higher than the current's
6954          */
6955         if (rq->curr == p) {
6956                 if (p->prio > oldprio)
6957                         resched_task(rq->curr);
6958         } else
6959                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6960 }
6961
6962 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6963 {
6964         struct sched_entity *se = &p->se;
6965         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6966
6967         /*
6968          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
6969          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
6970          * do the right thing.
6971          *
6972          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
6973          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
6974          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
6975          */
6976         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
6977                 /*
6978                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
6979                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
6980                  */
6981                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
6982                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6983         }
6984
6985 #ifdef CONFIG_SMP
6986         /*
6987         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
6988         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
6989         * switch back.
6990         */
6991         if (se->avg.decay_count) {
6992                 __synchronize_entity_decay(se);
6993                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
6994         }
6995 #endif
6996 }
6997
6998 /*
6999  * We switched to the sched_fair class.
7000  */
7001 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7002 {
7003         if (!p->se.on_rq)
7004                 return;
7005
7006         /*
7007          * We were most likely switched from sched_rt, so
7008          * kick off the schedule if running, otherwise just see
7009          * if we can still preempt the current task.
7010          */
7011         if (rq->curr == p)
7012                 resched_task(rq->curr);
7013         else
7014                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7015 }
7016
7017 /* Account for a task changing its policy or group.
7018  *
7019  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
7020  * migrates between groups/classes.
7021  */
7022 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
7023 {
7024         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
7025
7026         for_each_sched_entity(se) {
7027                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7028
7029                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7030                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
7031                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
7032         }
7033 }
7034
7035 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7036 {
7037         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7038         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7039 #ifndef CONFIG_64BIT
7040         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7041 #endif
7042 #ifdef CONFIG_SMP
7043         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
7044         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
7045 #endif
7046 }
7047
7048 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7049 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
7050 {
7051         struct cfs_rq *cfs_rq;
7052         /*
7053          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7054          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7055          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7056          * bonus in place_entity()).
7057          *
7058          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7059          * ->vruntime to a relative base.
7060          *
7061          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7062          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7063          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7064          */
7065         /*
7066          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7067          * But there are some cases where it has already been normalized:
7068          *
7069          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7070          *   wake_up_new_task().
7071          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7072          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7073          *
7074          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7075          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7076          */
7077         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7078                 on_rq = 1;
7079
7080         if (!on_rq)
7081                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
7082         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7083         if (!on_rq) {
7084                 cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
7085                 p->se.vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7086 #ifdef CONFIG_SMP
7087                 /*
7088                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
7089                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
7090                  * decay.
7091                  */
7092                 p->se.avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
7093                 cfs_rq->blocked_load_avg += p->se.avg.load_avg_contrib;
7094 #endif
7095         }
7096 }
7097
7098 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
7099 {
7100         int i;
7101
7102         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7103
7104         for_each_possible_cpu(i) {
7105                 if (tg->cfs_rq)
7106                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
7107                 if (tg->se)
7108                         kfree(tg->se[i]);
7109         }
7110
7111         kfree(tg->cfs_rq);
7112         kfree(tg->se);
7113 }
7114
7115 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7116 {
7117         struct cfs_rq *cfs_rq;
7118         struct sched_entity *se;
7119         int i;
7120
7121         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7122         if (!tg->cfs_rq)
7123                 goto err;
7124         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7125         if (!tg->se)
7126                 goto err;
7127
7128         tg->shares = NICE_0_LOAD;
7129
7130         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7131
7132         for_each_possible_cpu(i) {
7133                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
7134                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7135                 if (!cfs_rq)
7136                         goto err;
7137
7138                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
7139                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7140                 if (!se)
7141                         goto err_free_rq;
7142
7143                 init_cfs_rq(cfs_rq);
7144                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
7145         }
7146
7147         return 1;
7148
7149 err_free_rq:
7150         kfree(cfs_rq);
7151 err:
7152         return 0;
7153 }
7154
7155 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
7156 {
7157         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7158         unsigned long flags;
7159
7160         /*
7161         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
7162         * check on_list without danger of it being re-added.
7163         */
7164         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
7165                 return;
7166
7167         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7168         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
7169         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7170 }
7171
7172 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
7173                         struct sched_entity *se, int cpu,
7174                         struct sched_entity *parent)
7175 {
7176         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7177
7178         cfs_rq->tg = tg;
7179         cfs_rq->rq = rq;
7180         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
7181
7182         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
7183         tg->se[cpu] = se;
7184
7185         /* se could be NULL for root_task_group */
7186         if (!se)
7187                 return;
7188
7189         if (!parent)
7190                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
7191         else
7192                 se->cfs_rq = parent->my_q;
7193
7194         se->my_q = cfs_rq;
7195         update_load_set(&se->load, 0);
7196         se->parent = parent;
7197 }
7198
7199 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
7200
7201 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
7202 {
7203         int i;
7204         unsigned long flags;
7205
7206         /*
7207          * We can't change the weight of the root cgroup.
7208          */
7209         if (!tg->se[0])
7210                 return -EINVAL;
7211
7212         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
7213
7214         mutex_lock(&shares_mutex);
7215         if (tg->shares == shares)
7216                 goto done;
7217
7218         tg->shares = shares;
7219         for_each_possible_cpu(i) {
7220                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7221                 struct sched_entity *se;
7222
7223                 se = tg->se[i];
7224                 /* Propagate contribution to hierarchy */
7225                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7226
7227                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
7228                 update_rq_clock(rq);
7229                 for_each_sched_entity(se)
7230                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
7231                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7232         }
7233
7234 done:
7235         mutex_unlock(&shares_mutex);
7236         return 0;
7237 }
7238 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7239
7240 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
7241
7242 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7243 {
7244         return 1;
7245 }
7246
7247 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
7248
7249 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7250
7251
7252 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
7253 {
7254         struct sched_entity *se = &task->se;
7255         unsigned int rr_interval = 0;
7256
7257         /*
7258          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
7259          * idle runqueue:
7260          */
7261         if (rq->cfs.load.weight)
7262                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
7263
7264         return rr_interval;
7265 }
7266
7267 /*
7268  * All the scheduling class methods:
7269  */
7270 const struct sched_class fair_sched_class = {
7271         .next                   = &idle_sched_class,
7272         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
7273         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
7274         .yield_task             = yield_task_fair,
7275         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
7276
7277         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
7278
7279         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
7280         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
7281
7282 #ifdef CONFIG_SMP
7283         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
7284         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
7285
7286         .rq_online              = rq_online_fair,
7287         .rq_offline             = rq_offline_fair,
7288
7289         .task_waking            = task_waking_fair,
7290 #endif
7291
7292         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
7293         .task_tick              = task_tick_fair,
7294         .task_fork              = task_fork_fair,
7295
7296         .prio_changed           = prio_changed_fair,
7297         .switched_from          = switched_from_fair,
7298         .switched_to            = switched_to_fair,
7299
7300         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
7301
7302 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7303         .task_move_group        = task_move_group_fair,
7304 #endif
7305 };
7306
7307 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7308 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
7309 {
7310         struct cfs_rq *cfs_rq;
7311
7312         rcu_read_lock();
7313         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
7314                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
7315         rcu_read_unlock();
7316 }
7317 #endif
7318
7319 __init void init_sched_fair_class(void)
7320 {
7321 #ifdef CONFIG_SMP
7322         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
7323
7324 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7325         nohz.next_balance = jiffies;
7326         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
7327         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
7328 #endif
7329 #endif /* SMP */
7330
7331 }