423316cdee076503e323c0015e63fe4dfd0f887f
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/profile.h>
28 #include <linux/interrupt.h>
29 #include <linux/mempolicy.h>
30 #include <linux/migrate.h>
31 #include <linux/task_work.h>
32
33 #include <trace/events/sched.h>
34
35 #include "sched.h"
36
37 /*
38  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
39  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
40  *
41  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
42  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
43  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
44  * based scheduling concepts.
45  *
46  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
47  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
48  */
49 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
50 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51
52 /*
53  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
54  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
55  *
56  * Options are:
57  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
58  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
60  */
61 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
62         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
63
64 /*
65  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
66  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
69 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70
71 /*
72  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
73  */
74 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
75
76 /*
77  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
78  * parent will (try to) run first.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
81
82 /*
83  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
84  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
85  *
86  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
87  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
88  * have immediate wakeup/sleep latencies.
89  */
90 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
91 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92
93 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
94
95 /*
96  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
97  * distribution.
98  * (default: 10msec)
99  */
100 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
101
102 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
103 /*
104  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
105  * each time a cfs_rq requests quota.
106  *
107  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
108  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
109  * we will always only issue the remaining available time.
110  *
111  * default: 5 msec, units: microseconds
112   */
113 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
114 #endif
115
116 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
117 {
118         lw->weight += inc;
119         lw->inv_weight = 0;
120 }
121
122 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
123 {
124         lw->weight -= dec;
125         lw->inv_weight = 0;
126 }
127
128 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
129 {
130         lw->weight = w;
131         lw->inv_weight = 0;
132 }
133
134 /*
135  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
136  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
137  * to users decreases. But the relationship is not linear,
138  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
139  * number of CPUs.
140  *
141  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
142  */
143 static int get_update_sysctl_factor(void)
144 {
145         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
146         unsigned int factor;
147
148         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
149         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
150                 factor = 1;
151                 break;
152         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
153                 factor = cpus;
154                 break;
155         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
156         default:
157                 factor = 1 + ilog2(cpus);
158                 break;
159         }
160
161         return factor;
162 }
163
164 static void update_sysctl(void)
165 {
166         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
167
168 #define SET_SYSCTL(name) \
169         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
170         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
171         SET_SYSCTL(sched_latency);
172         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
173 #undef SET_SYSCTL
174 }
175
176 void sched_init_granularity(void)
177 {
178         update_sysctl();
179 }
180
181 #if BITS_PER_LONG == 32
182 # define WMULT_CONST    (~0UL)
183 #else
184 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
185 #endif
186
187 #define WMULT_SHIFT     32
188
189 /*
190  * Shift right and round:
191  */
192 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
193
194 /*
195  * delta *= weight / lw
196  */
197 static unsigned long
198 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
199                 struct load_weight *lw)
200 {
201         u64 tmp;
202
203         /*
204          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
205          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
206          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
207          */
208         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
209                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
210         else
211                 tmp = (u64)delta_exec;
212
213         if (!lw->inv_weight) {
214                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
215
216                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
217                         lw->inv_weight = 1;
218                 else if (unlikely(!w))
219                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
220                 else
221                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
222         }
223
224         /*
225          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
226          */
227         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
228                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
229                         WMULT_SHIFT/2);
230         else
231                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
232
233         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
234 }
235
236
237 const struct sched_class fair_sched_class;
238
239 /**************************************************************
240  * CFS operations on generic schedulable entities:
241  */
242
243 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
244
245 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
246 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
247 {
248         return cfs_rq->rq;
249 }
250
251 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
252 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
253
254 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
255 {
256 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
257         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
258 #endif
259         return container_of(se, struct task_struct, se);
260 }
261
262 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
263 #define for_each_sched_entity(se) \
264                 for (; se; se = se->parent)
265
266 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
267 {
268         return p->se.cfs_rq;
269 }
270
271 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
272 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
273 {
274         return se->cfs_rq;
275 }
276
277 /* runqueue "owned" by this group */
278 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
279 {
280         return grp->my_q;
281 }
282
283 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
284                                        int force_update);
285
286 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
287 {
288         if (!cfs_rq->on_list) {
289                 /*
290                  * Ensure we either appear before our parent (if already
291                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
292                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
293                  * reduces this to two cases.
294                  */
295                 if (cfs_rq->tg->parent &&
296                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
297                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
298                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
299                 } else {
300                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
301                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
302                 }
303
304                 cfs_rq->on_list = 1;
305                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
306                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
307         }
308 }
309
310 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
311 {
312         if (cfs_rq->on_list) {
313                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
314                 cfs_rq->on_list = 0;
315         }
316 }
317
318 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
319 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
320         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
321
322 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
323 static inline int
324 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
325 {
326         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
327                 return 1;
328
329         return 0;
330 }
331
332 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
333 {
334         return se->parent;
335 }
336
337 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
338 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
339 {
340         int depth = 0;
341
342         for_each_sched_entity(se)
343                 depth++;
344
345         return depth;
346 }
347
348 static void
349 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
350 {
351         int se_depth, pse_depth;
352
353         /*
354          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
355          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
356          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
357          * parent.
358          */
359
360         /* First walk up until both entities are at same depth */
361         se_depth = depth_se(*se);
362         pse_depth = depth_se(*pse);
363
364         while (se_depth > pse_depth) {
365                 se_depth--;
366                 *se = parent_entity(*se);
367         }
368
369         while (pse_depth > se_depth) {
370                 pse_depth--;
371                 *pse = parent_entity(*pse);
372         }
373
374         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
375                 *se = parent_entity(*se);
376                 *pse = parent_entity(*pse);
377         }
378 }
379
380 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
381
382 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
383 {
384         return container_of(se, struct task_struct, se);
385 }
386
387 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
388 {
389         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
390 }
391
392 #define entity_is_task(se)      1
393
394 #define for_each_sched_entity(se) \
395                 for (; se; se = NULL)
396
397 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
398 {
399         return &task_rq(p)->cfs;
400 }
401
402 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
403 {
404         struct task_struct *p = task_of(se);
405         struct rq *rq = task_rq(p);
406
407         return &rq->cfs;
408 }
409
410 /* runqueue "owned" by this group */
411 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
412 {
413         return NULL;
414 }
415
416 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
417 {
418 }
419
420 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
421 {
422 }
423
424 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
425                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
426
427 static inline int
428 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
429 {
430         return 1;
431 }
432
433 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
434 {
435         return NULL;
436 }
437
438 static inline void
439 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
440 {
441 }
442
443 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
444
445 static __always_inline
446 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec);
447
448 /**************************************************************
449  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
450  */
451
452 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
453 {
454         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
455         if (delta > 0)
456                 max_vruntime = vruntime;
457
458         return max_vruntime;
459 }
460
461 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
462 {
463         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
464         if (delta < 0)
465                 min_vruntime = vruntime;
466
467         return min_vruntime;
468 }
469
470 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
471                                 struct sched_entity *b)
472 {
473         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
474 }
475
476 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
477 {
478         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
479
480         if (cfs_rq->curr)
481                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
482
483         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
484                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
485                                                    struct sched_entity,
486                                                    run_node);
487
488                 if (!cfs_rq->curr)
489                         vruntime = se->vruntime;
490                 else
491                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
492         }
493
494         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
495         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
496 #ifndef CONFIG_64BIT
497         smp_wmb();
498         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
499 #endif
500 }
501
502 /*
503  * Enqueue an entity into the rb-tree:
504  */
505 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
506 {
507         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
508         struct rb_node *parent = NULL;
509         struct sched_entity *entry;
510         int leftmost = 1;
511
512         /*
513          * Find the right place in the rbtree:
514          */
515         while (*link) {
516                 parent = *link;
517                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
518                 /*
519                  * We dont care about collisions. Nodes with
520                  * the same key stay together.
521                  */
522                 if (entity_before(se, entry)) {
523                         link = &parent->rb_left;
524                 } else {
525                         link = &parent->rb_right;
526                         leftmost = 0;
527                 }
528         }
529
530         /*
531          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
532          * used):
533          */
534         if (leftmost)
535                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
536
537         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
538         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
539 }
540
541 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
542 {
543         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
544                 struct rb_node *next_node;
545
546                 next_node = rb_next(&se->run_node);
547                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
548         }
549
550         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
551 }
552
553 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
554 {
555         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
556
557         if (!left)
558                 return NULL;
559
560         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
561 }
562
563 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
564 {
565         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
566
567         if (!next)
568                 return NULL;
569
570         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
571 }
572
573 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
574 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
575 {
576         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
577
578         if (!last)
579                 return NULL;
580
581         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
582 }
583
584 /**************************************************************
585  * Scheduling class statistics methods:
586  */
587
588 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
589                 void __user *buffer, size_t *lenp,
590                 loff_t *ppos)
591 {
592         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
593         int factor = get_update_sysctl_factor();
594
595         if (ret || !write)
596                 return ret;
597
598         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
599                                         sysctl_sched_min_granularity);
600
601 #define WRT_SYSCTL(name) \
602         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
603         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
604         WRT_SYSCTL(sched_latency);
605         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
606 #undef WRT_SYSCTL
607
608         return 0;
609 }
610 #endif
611
612 /*
613  * delta /= w
614  */
615 static inline unsigned long
616 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
617 {
618         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
619                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
620
621         return delta;
622 }
623
624 /*
625  * The idea is to set a period in which each task runs once.
626  *
627  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
628  * this period because otherwise the slices get too small.
629  *
630  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
631  */
632 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
633 {
634         u64 period = sysctl_sched_latency;
635         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
636
637         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
638                 period = sysctl_sched_min_granularity;
639                 period *= nr_running;
640         }
641
642         return period;
643 }
644
645 /*
646  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
647  * proportional to the weight.
648  *
649  * s = p*P[w/rw]
650  */
651 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
652 {
653         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
654
655         for_each_sched_entity(se) {
656                 struct load_weight *load;
657                 struct load_weight lw;
658
659                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
660                 load = &cfs_rq->load;
661
662                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
663                         lw = cfs_rq->load;
664
665                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
666                         load = &lw;
667                 }
668                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
669         }
670         return slice;
671 }
672
673 /*
674  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
675  *
676  * vs = s/w
677  */
678 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
679 {
680         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
681 }
682
683 #ifdef CONFIG_SMP
684 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
685
686 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
687
688 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
689 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
690 {
691         u32 slice;
692
693         p->se.avg.decay_count = 0;
694         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
695         p->se.avg.runnable_avg_sum = slice;
696         p->se.avg.runnable_avg_period = slice;
697         __update_task_entity_contrib(&p->se);
698 }
699 #else
700 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
701 {
702 }
703 #endif
704
705 /*
706  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
707  * are not in our scheduling class.
708  */
709 static inline void
710 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
711               unsigned long delta_exec)
712 {
713         unsigned long delta_exec_weighted;
714
715         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
716                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
717
718         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
719         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
720         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
721
722         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
723         update_min_vruntime(cfs_rq);
724 }
725
726 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
727 {
728         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
729         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
730         unsigned long delta_exec;
731
732         if (unlikely(!curr))
733                 return;
734
735         /*
736          * Get the amount of time the current task was running
737          * since the last time we changed load (this cannot
738          * overflow on 32 bits):
739          */
740         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
741         if (!delta_exec)
742                 return;
743
744         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
745         curr->exec_start = now;
746
747         if (entity_is_task(curr)) {
748                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
749
750                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
751                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
752                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
753         }
754
755         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
756 }
757
758 static inline void
759 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
760 {
761         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
762 }
763
764 /*
765  * Task is being enqueued - update stats:
766  */
767 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
768 {
769         /*
770          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
771          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
772          */
773         if (se != cfs_rq->curr)
774                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
775 }
776
777 static void
778 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
779 {
780         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
781                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
782         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
783         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
784                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
785 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
786         if (entity_is_task(se)) {
787                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
788                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
789         }
790 #endif
791         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
792 }
793
794 static inline void
795 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
796 {
797         /*
798          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
799          * waiting task:
800          */
801         if (se != cfs_rq->curr)
802                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
803 }
804
805 /*
806  * We are picking a new current task - update its stats:
807  */
808 static inline void
809 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
810 {
811         /*
812          * We are starting a new run period:
813          */
814         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
815 }
816
817 /**************************************************
818  * Scheduling class queueing methods:
819  */
820
821 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
822 /*
823  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
824  * calculated based on the tasks virtual memory size and
825  * numa_balancing_scan_size.
826  */
827 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
828 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
829 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_reset = 60000;
830
831 /* Portion of address space to scan in MB */
832 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
833
834 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
835 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
836
837 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
838 {
839         unsigned long rss = 0;
840         unsigned long nr_scan_pages;
841
842         /*
843          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
844          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
845          * on resident pages
846          */
847         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
848         rss = get_mm_rss(p->mm);
849         if (!rss)
850                 rss = nr_scan_pages;
851
852         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
853         return rss / nr_scan_pages;
854 }
855
856 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
857 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
858
859 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
860 {
861         unsigned int scan, floor;
862         unsigned int windows = 1;
863
864         if (sysctl_numa_balancing_scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
865                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / sysctl_numa_balancing_scan_size;
866         floor = 1000 / windows;
867
868         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
869         return max_t(unsigned int, floor, scan);
870 }
871
872 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
873 {
874         unsigned int smin = task_scan_min(p);
875         unsigned int smax;
876
877         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
878         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
879         return max(smin, smax);
880 }
881
882 /*
883  * Once a preferred node is selected the scheduler balancer will prefer moving
884  * a task to that node for sysctl_numa_balancing_settle_count number of PTE
885  * scans. This will give the process the chance to accumulate more faults on
886  * the preferred node but still allow the scheduler to move the task again if
887  * the nodes CPUs are overloaded.
888  */
889 unsigned int sysctl_numa_balancing_settle_count __read_mostly = 4;
890
891 struct numa_group {
892         atomic_t refcount;
893
894         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
895         int nr_tasks;
896         pid_t gid;
897         struct list_head task_list;
898
899         struct rcu_head rcu;
900         atomic_long_t total_faults;
901         atomic_long_t faults[0];
902 };
903
904 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
905 {
906         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
907 }
908
909 static inline int task_faults_idx(int nid, int priv)
910 {
911         return 2 * nid + priv;
912 }
913
914 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
915 {
916         if (!p->numa_faults)
917                 return 0;
918
919         return p->numa_faults[task_faults_idx(nid, 0)] +
920                 p->numa_faults[task_faults_idx(nid, 1)];
921 }
922
923 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
924 {
925         if (!p->numa_group)
926                 return 0;
927
928         return atomic_long_read(&p->numa_group->faults[2*nid]) +
929                atomic_long_read(&p->numa_group->faults[2*nid+1]);
930 }
931
932 /*
933  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
934  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
935  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
936  * evenly spread out between numa nodes.
937  */
938 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid)
939 {
940         unsigned long total_faults;
941
942         if (!p->numa_faults)
943                 return 0;
944
945         total_faults = p->total_numa_faults;
946
947         if (!total_faults)
948                 return 0;
949
950         return 1000 * task_faults(p, nid) / total_faults;
951 }
952
953 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid)
954 {
955         unsigned long total_faults;
956
957         if (!p->numa_group)
958                 return 0;
959
960         total_faults = atomic_long_read(&p->numa_group->total_faults);
961
962         if (!total_faults)
963                 return 0;
964
965         return 1000 * group_faults(p, nid) / total_faults;
966 }
967
968 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
969 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
970 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
971 static unsigned long power_of(int cpu);
972 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
973
974 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
975 struct numa_stats {
976         unsigned long nr_running;
977         unsigned long load;
978
979         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
980         unsigned long power;
981
982         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
983         unsigned long capacity;
984         int has_capacity;
985 };
986
987 /*
988  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
989  */
990 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
991 {
992         int cpu;
993
994         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
995         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
996                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
997
998                 ns->nr_running += rq->nr_running;
999                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1000                 ns->power += power_of(cpu);
1001         }
1002
1003         ns->load = (ns->load * SCHED_POWER_SCALE) / ns->power;
1004         ns->capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(ns->power, SCHED_POWER_SCALE);
1005         ns->has_capacity = (ns->nr_running < ns->capacity);
1006 }
1007
1008 struct task_numa_env {
1009         struct task_struct *p;
1010
1011         int src_cpu, src_nid;
1012         int dst_cpu, dst_nid;
1013
1014         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1015
1016         int imbalance_pct, idx;
1017
1018         struct task_struct *best_task;
1019         long best_imp;
1020         int best_cpu;
1021 };
1022
1023 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1024                              struct task_struct *p, long imp)
1025 {
1026         if (env->best_task)
1027                 put_task_struct(env->best_task);
1028         if (p)
1029                 get_task_struct(p);
1030
1031         env->best_task = p;
1032         env->best_imp = imp;
1033         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1034 }
1035
1036 /*
1037  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1038  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1039  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1040  * be exchanged with the source task
1041  */
1042 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1043                               long taskimp, long groupimp)
1044 {
1045         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1046         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1047         struct task_struct *cur;
1048         long dst_load, src_load;
1049         long load;
1050         long imp = (groupimp > 0) ? groupimp : taskimp;
1051
1052         rcu_read_lock();
1053         cur = ACCESS_ONCE(dst_rq->curr);
1054         if (cur->pid == 0) /* idle */
1055                 cur = NULL;
1056
1057         /*
1058          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1059          * source and destination node. Calculate the total differential for
1060          * the source task and potential destination task. The more negative
1061          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1062          * be incurred if the tasks were swapped.
1063          */
1064         if (cur) {
1065                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1066                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1067                         goto unlock;
1068
1069                 /*
1070                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1071                  * in any group then look only at task weights.
1072                  */
1073                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1074                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid) -
1075                               task_weight(cur, env->dst_nid);
1076                         /*
1077                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1078                          * tasks within a group over tiny differences.
1079                          */
1080                         if (cur->numa_group)
1081                                 imp -= imp/16;
1082                 } else {
1083                         /*
1084                          * Compare the group weights. If a task is all by
1085                          * itself (not part of a group), use the task weight
1086                          * instead.
1087                          */
1088                         if (env->p->numa_group)
1089                                 imp = groupimp;
1090                         else
1091                                 imp = taskimp;
1092
1093                         if (cur->numa_group)
1094                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid) -
1095                                        group_weight(cur, env->dst_nid);
1096                         else
1097                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid) -
1098                                        task_weight(cur, env->dst_nid);
1099                 }
1100         }
1101
1102         if (imp < env->best_imp)
1103                 goto unlock;
1104
1105         if (!cur) {
1106                 /* Is there capacity at our destination? */
1107                 if (env->src_stats.has_capacity &&
1108                     !env->dst_stats.has_capacity)
1109                         goto unlock;
1110
1111                 goto balance;
1112         }
1113
1114         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1115         if (src_rq->nr_running == 1 && dst_rq->nr_running == 1)
1116                 goto assign;
1117
1118         /*
1119          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1120          */
1121 balance:
1122         dst_load = env->dst_stats.load;
1123         src_load = env->src_stats.load;
1124
1125         /* XXX missing power terms */
1126         load = task_h_load(env->p);
1127         dst_load += load;
1128         src_load -= load;
1129
1130         if (cur) {
1131                 load = task_h_load(cur);
1132                 dst_load -= load;
1133                 src_load += load;
1134         }
1135
1136         /* make src_load the smaller */
1137         if (dst_load < src_load)
1138                 swap(dst_load, src_load);
1139
1140         if (src_load * env->imbalance_pct < dst_load * 100)
1141                 goto unlock;
1142
1143 assign:
1144         task_numa_assign(env, cur, imp);
1145 unlock:
1146         rcu_read_unlock();
1147 }
1148
1149 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1150                                 long taskimp, long groupimp)
1151 {
1152         int cpu;
1153
1154         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1155                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1156                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1157                         continue;
1158
1159                 env->dst_cpu = cpu;
1160                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1161         }
1162 }
1163
1164 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1165 {
1166         struct task_numa_env env = {
1167                 .p = p,
1168
1169                 .src_cpu = task_cpu(p),
1170                 .src_nid = task_node(p),
1171
1172                 .imbalance_pct = 112,
1173
1174                 .best_task = NULL,
1175                 .best_imp = 0,
1176                 .best_cpu = -1
1177         };
1178         struct sched_domain *sd;
1179         unsigned long taskweight, groupweight;
1180         int nid, ret;
1181         long taskimp, groupimp;
1182
1183         /*
1184          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1185          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1186          *
1187          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1188          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1189          * to satisfy here.
1190          */
1191         rcu_read_lock();
1192         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1193         env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1194         rcu_read_unlock();
1195
1196         taskweight = task_weight(p, env.src_nid);
1197         groupweight = group_weight(p, env.src_nid);
1198         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1199         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1200         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid) - taskweight;
1201         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid) - groupweight;
1202         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1203
1204         /* If the preferred nid has capacity, try to use it. */
1205         if (env.dst_stats.has_capacity)
1206                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1207
1208         /* No space available on the preferred nid. Look elsewhere. */
1209         if (env.best_cpu == -1) {
1210                 for_each_online_node(nid) {
1211                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1212                                 continue;
1213
1214                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1215                         taskimp = task_weight(p, nid) - taskweight;
1216                         groupimp = group_weight(p, nid) - groupweight;
1217                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1218                                 continue;
1219
1220                         env.dst_nid = nid;
1221                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1222                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1223                 }
1224         }
1225
1226         /* No better CPU than the current one was found. */
1227         if (env.best_cpu == -1)
1228                 return -EAGAIN;
1229
1230         if (env.best_task == NULL) {
1231                 int ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1232                 return ret;
1233         }
1234
1235         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1236         put_task_struct(env.best_task);
1237         return ret;
1238 }
1239
1240 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1241 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1242 {
1243         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1244         p->numa_migrate_retry = 0;
1245         if (cpu_to_node(task_cpu(p)) == p->numa_preferred_nid) {
1246                 /*
1247                  * If migration is temporarily disabled due to a task migration
1248                  * then re-enable it now as the task is running on its
1249                  * preferred node and memory should migrate locally
1250                  */
1251                 if (!p->numa_migrate_seq)
1252                         p->numa_migrate_seq++;
1253                 return;
1254         }
1255
1256         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1257         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1))
1258                 return;
1259
1260         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1261         if (task_numa_migrate(p) != 0)
1262                 p->numa_migrate_retry = jiffies + HZ*5;
1263 }
1264
1265 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1266 {
1267         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1268         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1269         spinlock_t *group_lock = NULL;
1270
1271         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1272         if (p->numa_scan_seq == seq)
1273                 return;
1274         p->numa_scan_seq = seq;
1275         p->numa_migrate_seq++;
1276         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1277
1278         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1279         if (p->numa_group) {
1280                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1281                 spin_lock(group_lock);
1282         }
1283
1284         /* Find the node with the highest number of faults */
1285         for_each_online_node(nid) {
1286                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1287                 int priv, i;
1288
1289                 for (priv = 0; priv < 2; priv++) {
1290                         long diff;
1291
1292                         i = task_faults_idx(nid, priv);
1293                         diff = -p->numa_faults[i];
1294
1295                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1296                         p->numa_faults[i] >>= 1;
1297                         p->numa_faults[i] += p->numa_faults_buffer[i];
1298                         p->numa_faults_buffer[i] = 0;
1299
1300                         faults += p->numa_faults[i];
1301                         diff += p->numa_faults[i];
1302                         p->total_numa_faults += diff;
1303                         if (p->numa_group) {
1304                                 /* safe because we can only change our own group */
1305                                 atomic_long_add(diff, &p->numa_group->faults[i]);
1306                                 atomic_long_add(diff, &p->numa_group->total_faults);
1307                                 group_faults += atomic_long_read(&p->numa_group->faults[i]);
1308                         }
1309                 }
1310
1311                 if (faults > max_faults) {
1312                         max_faults = faults;
1313                         max_nid = nid;
1314                 }
1315
1316                 if (group_faults > max_group_faults) {
1317                         max_group_faults = group_faults;
1318                         max_group_nid = nid;
1319                 }
1320         }
1321
1322         if (p->numa_group) {
1323                 /*
1324                  * If the preferred task and group nids are different,
1325                  * iterate over the nodes again to find the best place.
1326                  */
1327                 if (max_nid != max_group_nid) {
1328                         unsigned long weight, max_weight = 0;
1329
1330                         for_each_online_node(nid) {
1331                                 weight = task_weight(p, nid) + group_weight(p, nid);
1332                                 if (weight > max_weight) {
1333                                         max_weight = weight;
1334                                         max_nid = nid;
1335                                 }
1336                         }
1337                 }
1338
1339                 spin_unlock(group_lock);
1340         }
1341
1342         /* Preferred node as the node with the most faults */
1343         if (max_faults && max_nid != p->numa_preferred_nid) {
1344                 /* Update the preferred nid and migrate task if possible */
1345                 p->numa_preferred_nid = max_nid;
1346                 p->numa_migrate_seq = 1;
1347                 numa_migrate_preferred(p);
1348         }
1349 }
1350
1351 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1352 {
1353         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1354 }
1355
1356 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1357 {
1358         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1359                 kfree_rcu(grp, rcu);
1360 }
1361
1362 static void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1363 {
1364         if (l1 > l2)
1365                 swap(l1, l2);
1366
1367         spin_lock(l1);
1368         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1369 }
1370
1371 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid)
1372 {
1373         struct numa_group *grp, *my_grp;
1374         struct task_struct *tsk;
1375         bool join = false;
1376         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1377         int i;
1378
1379         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1380                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1381                                     2*nr_node_ids*sizeof(atomic_long_t);
1382
1383                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1384                 if (!grp)
1385                         return;
1386
1387                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1388                 spin_lock_init(&grp->lock);
1389                 INIT_LIST_HEAD(&grp->task_list);
1390                 grp->gid = p->pid;
1391
1392                 for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++)
1393                         atomic_long_set(&grp->faults[i], p->numa_faults[i]);
1394
1395                 atomic_long_set(&grp->total_faults, p->total_numa_faults);
1396
1397                 list_add(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1398                 grp->nr_tasks++;
1399                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1400         }
1401
1402         rcu_read_lock();
1403         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1404
1405         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1406                 goto unlock;
1407
1408         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1409         if (!grp)
1410                 goto unlock;
1411
1412         my_grp = p->numa_group;
1413         if (grp == my_grp)
1414                 goto unlock;
1415
1416         /*
1417          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1418          * the other task will join us.
1419          */
1420         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1421                 goto unlock;
1422
1423         /*
1424          * Tie-break on the grp address.
1425          */
1426         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1427                 goto unlock;
1428
1429         if (!get_numa_group(grp))
1430                 goto unlock;
1431
1432         join = true;
1433
1434 unlock:
1435         rcu_read_unlock();
1436
1437         if (!join)
1438                 return;
1439
1440         for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++) {
1441                 atomic_long_sub(p->numa_faults[i], &my_grp->faults[i]);
1442                 atomic_long_add(p->numa_faults[i], &grp->faults[i]);
1443         }
1444         atomic_long_sub(p->total_numa_faults, &my_grp->total_faults);
1445         atomic_long_add(p->total_numa_faults, &grp->total_faults);
1446
1447         double_lock(&my_grp->lock, &grp->lock);
1448
1449         list_move(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1450         my_grp->nr_tasks--;
1451         grp->nr_tasks++;
1452
1453         spin_unlock(&my_grp->lock);
1454         spin_unlock(&grp->lock);
1455
1456         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1457
1458         put_numa_group(my_grp);
1459 }
1460
1461 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1462 {
1463         struct numa_group *grp = p->numa_group;
1464         int i;
1465         void *numa_faults = p->numa_faults;
1466
1467         if (grp) {
1468                 for (i = 0; i < 2*nr_node_ids; i++)
1469                         atomic_long_sub(p->numa_faults[i], &grp->faults[i]);
1470
1471                 atomic_long_sub(p->total_numa_faults, &grp->total_faults);
1472
1473                 spin_lock(&grp->lock);
1474                 list_del(&p->numa_entry);
1475                 grp->nr_tasks--;
1476                 spin_unlock(&grp->lock);
1477                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, NULL);
1478                 put_numa_group(grp);
1479         }
1480
1481         p->numa_faults = NULL;
1482         p->numa_faults_buffer = NULL;
1483         kfree(numa_faults);
1484 }
1485
1486 /*
1487  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
1488  */
1489 void task_numa_fault(int last_cpupid, int node, int pages, int flags)
1490 {
1491         struct task_struct *p = current;
1492         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
1493         int priv;
1494
1495         if (!numabalancing_enabled)
1496                 return;
1497
1498         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
1499         if (!p->mm)
1500                 return;
1501
1502         /* Do not worry about placement if exiting */
1503         if (p->state == TASK_DEAD)
1504                 return;
1505
1506         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
1507         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
1508                 int size = sizeof(*p->numa_faults) * 2 * nr_node_ids;
1509
1510                 /* numa_faults and numa_faults_buffer share the allocation */
1511                 p->numa_faults = kzalloc(size * 2, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
1512                 if (!p->numa_faults)
1513                         return;
1514
1515                 BUG_ON(p->numa_faults_buffer);
1516                 p->numa_faults_buffer = p->numa_faults + (2 * nr_node_ids);
1517                 p->total_numa_faults = 0;
1518         }
1519
1520         /*
1521          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
1522          * to be private if the accessing pid has not changed
1523          */
1524         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
1525                 priv = 1;
1526         } else {
1527                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
1528                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
1529                         task_numa_group(p, last_cpupid);
1530         }
1531
1532         /*
1533          * If pages are properly placed (did not migrate) then scan slower.
1534          * This is reset periodically in case of phase changes
1535          */
1536         if (!migrated) {
1537                 /* Initialise if necessary */
1538                 if (!p->numa_scan_period_max)
1539                         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1540
1541                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1542                         p->numa_scan_period + 10);
1543         }
1544
1545         task_numa_placement(p);
1546
1547         /* Retry task to preferred node migration if it previously failed */
1548         if (p->numa_migrate_retry && time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
1549                 numa_migrate_preferred(p);
1550
1551         if (migrated)
1552                 p->numa_pages_migrated += pages;
1553
1554         p->numa_faults_buffer[task_faults_idx(node, priv)] += pages;
1555 }
1556
1557 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
1558 {
1559         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
1560         p->mm->numa_scan_offset = 0;
1561 }
1562
1563 /*
1564  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
1565  * Triggered from task_tick_numa().
1566  */
1567 void task_numa_work(struct callback_head *work)
1568 {
1569         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
1570         struct task_struct *p = current;
1571         struct mm_struct *mm = p->mm;
1572         struct vm_area_struct *vma;
1573         unsigned long start, end;
1574         unsigned long nr_pte_updates = 0;
1575         long pages;
1576
1577         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
1578
1579         work->next = work; /* protect against double add */
1580         /*
1581          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
1582          *
1583          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
1584          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
1585          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
1586          * work.
1587          */
1588         if (p->flags & PF_EXITING)
1589                 return;
1590
1591         if (!mm->numa_next_reset || !mm->numa_next_scan) {
1592                 mm->numa_next_scan = now +
1593                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1594                 mm->numa_next_reset = now +
1595                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_period_reset);
1596         }
1597
1598         /*
1599          * Reset the scan period if enough time has gone by. Objective is that
1600          * scanning will be reduced if pages are properly placed. As tasks
1601          * can enter different phases this needs to be re-examined. Lacking
1602          * proper tracking of reference behaviour, this blunt hammer is used.
1603          */
1604         migrate = mm->numa_next_reset;
1605         if (time_after(now, migrate)) {
1606                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1607                 next_scan = now + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_period_reset);
1608                 xchg(&mm->numa_next_reset, next_scan);
1609         }
1610
1611         /*
1612          * Enforce maximal scan/migration frequency..
1613          */
1614         migrate = mm->numa_next_scan;
1615         if (time_before(now, migrate))
1616                 return;
1617
1618         if (p->numa_scan_period == 0) {
1619                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1620                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1621         }
1622
1623         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1624         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
1625                 return;
1626
1627         /*
1628          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
1629          * the next time around.
1630          */
1631         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
1632
1633         start = mm->numa_scan_offset;
1634         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
1635         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
1636         if (!pages)
1637                 return;
1638
1639         down_read(&mm->mmap_sem);
1640         vma = find_vma(mm, start);
1641         if (!vma) {
1642                 reset_ptenuma_scan(p);
1643                 start = 0;
1644                 vma = mm->mmap;
1645         }
1646         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
1647                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(p, vma))
1648                         continue;
1649
1650                 /*
1651                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
1652                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
1653                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
1654                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
1655                  */
1656                 if (!vma->vm_mm ||
1657                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
1658                         continue;
1659
1660                 do {
1661                         start = max(start, vma->vm_start);
1662                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
1663                         end = min(end, vma->vm_end);
1664                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
1665
1666                         /*
1667                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
1668                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
1669                          * address space is quickly skipped.
1670                          */
1671                         if (nr_pte_updates)
1672                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
1673
1674                         start = end;
1675                         if (pages <= 0)
1676                                 goto out;
1677                 } while (end != vma->vm_end);
1678         }
1679
1680 out:
1681         /*
1682          * If the whole process was scanned without updates then no NUMA
1683          * hinting faults are being recorded and scan rate should be lower.
1684          */
1685         if (mm->numa_scan_offset == 0 && !nr_pte_updates) {
1686                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1687                         p->numa_scan_period << 1);
1688
1689                 next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1690                 mm->numa_next_scan = next_scan;
1691         }
1692
1693         /*
1694          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
1695          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
1696          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
1697          * scanner to the start so check it now.
1698          */
1699         if (vma)
1700                 mm->numa_scan_offset = start;
1701         else
1702                 reset_ptenuma_scan(p);
1703         up_read(&mm->mmap_sem);
1704 }
1705
1706 /*
1707  * Drive the periodic memory faults..
1708  */
1709 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1710 {
1711         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1712         u64 period, now;
1713
1714         /*
1715          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
1716          */
1717         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
1718                 return;
1719
1720         /*
1721          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
1722          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
1723          * task needs to have done some actual work before we bother with
1724          * NUMA placement.
1725          */
1726         now = curr->se.sum_exec_runtime;
1727         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
1728
1729         if (now - curr->node_stamp > period) {
1730                 if (!curr->node_stamp)
1731                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
1732                 curr->node_stamp += period;
1733
1734                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
1735                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
1736                         task_work_add(curr, work, true);
1737                 }
1738         }
1739 }
1740 #else
1741 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1742 {
1743 }
1744 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1745
1746 static void
1747 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1748 {
1749         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1750         if (!parent_entity(se))
1751                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1752 #ifdef CONFIG_SMP
1753         if (entity_is_task(se))
1754                 list_add(&se->group_node, &rq_of(cfs_rq)->cfs_tasks);
1755 #endif
1756         cfs_rq->nr_running++;
1757 }
1758
1759 static void
1760 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1761 {
1762         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1763         if (!parent_entity(se))
1764                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1765         if (entity_is_task(se))
1766                 list_del_init(&se->group_node);
1767         cfs_rq->nr_running--;
1768 }
1769
1770 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1771 # ifdef CONFIG_SMP
1772 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
1773 {
1774         long tg_weight;
1775
1776         /*
1777          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
1778          * to gain a more accurate current total weight. See
1779          * update_cfs_rq_load_contribution().
1780          */
1781         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
1782         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1783         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
1784
1785         return tg_weight;
1786 }
1787
1788 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1789 {
1790         long tg_weight, load, shares;
1791
1792         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
1793         load = cfs_rq->load.weight;
1794
1795         shares = (tg->shares * load);
1796         if (tg_weight)
1797                 shares /= tg_weight;
1798
1799         if (shares < MIN_SHARES)
1800                 shares = MIN_SHARES;
1801         if (shares > tg->shares)
1802                 shares = tg->shares;
1803
1804         return shares;
1805 }
1806 # else /* CONFIG_SMP */
1807 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1808 {
1809         return tg->shares;
1810 }
1811 # endif /* CONFIG_SMP */
1812 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
1813                             unsigned long weight)
1814 {
1815         if (se->on_rq) {
1816                 /* commit outstanding execution time */
1817                 if (cfs_rq->curr == se)
1818                         update_curr(cfs_rq);
1819                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1820         }
1821
1822         update_load_set(&se->load, weight);
1823
1824         if (se->on_rq)
1825                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1826 }
1827
1828 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
1829
1830 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1831 {
1832         struct task_group *tg;
1833         struct sched_entity *se;
1834         long shares;
1835
1836         tg = cfs_rq->tg;
1837         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1838         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1839                 return;
1840 #ifndef CONFIG_SMP
1841         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
1842                 return;
1843 #endif
1844         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
1845
1846         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
1847 }
1848 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1849 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1850 {
1851 }
1852 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1853
1854 #ifdef CONFIG_SMP
1855 /*
1856  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
1857  * Note: The tables below are dependent on this value.
1858  */
1859 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
1860 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
1861 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
1862
1863 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
1864 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
1865         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
1866         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
1867         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
1868         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
1869         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
1870         0x85aac367, 0x82cd8698,
1871 };
1872
1873 /*
1874  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
1875  * over-estimates when re-combining.
1876  */
1877 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
1878             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
1879          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
1880         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
1881 };
1882
1883 /*
1884  * Approximate:
1885  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
1886  */
1887 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
1888 {
1889         unsigned int local_n;
1890
1891         if (!n)
1892                 return val;
1893         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
1894                 return 0;
1895
1896         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
1897         local_n = n;
1898
1899         /*
1900          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
1901          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
1902          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
1903          *
1904          * To achieve constant time decay_load.
1905          */
1906         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
1907                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
1908                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
1909         }
1910
1911         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
1912         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
1913         return val >> 32;
1914 }
1915
1916 /*
1917  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
1918  * average will be: \Sum 1024*y^n
1919  *
1920  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
1921  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
1922  */
1923 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
1924 {
1925         u32 contrib = 0;
1926
1927         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
1928                 return runnable_avg_yN_sum[n];
1929         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
1930                 return LOAD_AVG_MAX;
1931
1932         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
1933         do {
1934                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
1935                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
1936
1937                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
1938         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
1939
1940         contrib = decay_load(contrib, n);
1941         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
1942 }
1943
1944 /*
1945  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
1946  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
1947  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
1948  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
1949  *
1950  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
1951  *      p0            p1           p2
1952  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
1953  *
1954  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
1955  *
1956  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
1957  * following representation of historical load:
1958  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
1959  *
1960  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
1961  *   y^32 = 0.5
1962  *
1963  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
1964  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
1965  * (u_0).
1966  *
1967  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
1968  * sum again by y is sufficient to update:
1969  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
1970  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
1971  */
1972 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
1973                                                         struct sched_avg *sa,
1974                                                         int runnable)
1975 {
1976         u64 delta, periods;
1977         u32 runnable_contrib;
1978         int delta_w, decayed = 0;
1979
1980         delta = now - sa->last_runnable_update;
1981         /*
1982          * This should only happen when time goes backwards, which it
1983          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
1984          */
1985         if ((s64)delta < 0) {
1986                 sa->last_runnable_update = now;
1987                 return 0;
1988         }
1989
1990         /*
1991          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
1992          * approximation of 1us and fast to compute.
1993          */
1994         delta >>= 10;
1995         if (!delta)
1996                 return 0;
1997         sa->last_runnable_update = now;
1998
1999         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2000         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
2001         if (delta + delta_w >= 1024) {
2002                 /* period roll-over */
2003                 decayed = 1;
2004
2005                 /*
2006                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2007                  * out how much from delta we need to complete the current
2008                  * period and accrue it.
2009                  */
2010                 delta_w = 1024 - delta_w;
2011                 if (runnable)
2012                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2013                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
2014
2015                 delta -= delta_w;
2016
2017                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2018                 periods = delta / 1024;
2019                 delta %= 1024;
2020
2021                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2022                                                   periods + 1);
2023                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
2024                                                      periods + 1);
2025
2026                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2027                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2028                 if (runnable)
2029                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2030                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
2031         }
2032
2033         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2034         if (runnable)
2035                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2036         sa->runnable_avg_period += delta;
2037
2038         return decayed;
2039 }
2040
2041 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2042 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2043 {
2044         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2045         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2046
2047         decays -= se->avg.decay_count;
2048         if (!decays)
2049                 return 0;
2050
2051         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2052         se->avg.decay_count = 0;
2053
2054         return decays;
2055 }
2056
2057 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2058 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2059                                                  int force_update)
2060 {
2061         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2062         long tg_contrib;
2063
2064         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2065         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2066
2067         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2068                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2069                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2070         }
2071 }
2072
2073 /*
2074  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2075  * representation for computing load contributions.
2076  */
2077 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2078                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2079 {
2080         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2081         long contrib;
2082
2083         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2084         contrib = div_u64(sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2085                           sa->runnable_avg_period + 1);
2086         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2087
2088         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2089                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2090                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2091         }
2092 }
2093
2094 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2095 {
2096         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2097         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2098         int runnable_avg;
2099
2100         u64 contrib;
2101
2102         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2103         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2104                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2105
2106         /*
2107          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2108          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2109          * load as a task of equal weight.
2110          *
2111          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2112          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2113          * lower-bound on the true value.
2114          *
2115          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2116          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2117          * understating by the aggregate of their overlap.
2118          *
2119          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2120          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2121          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2122          *
2123          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2124          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2125          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2126          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2127          * our upper bound of 1-cpu.
2128          */
2129         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2130         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2131                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2132                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2133         }
2134 }
2135 #else
2136 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2137                                                  int force_update) {}
2138 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2139                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2140 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2141 #endif
2142
2143 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2144 {
2145         u32 contrib;
2146
2147         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2148         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2149         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2150         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2151 }
2152
2153 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2154 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2155 {
2156         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2157
2158         if (entity_is_task(se)) {
2159                 __update_task_entity_contrib(se);
2160         } else {
2161                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2162                 __update_group_entity_contrib(se);
2163         }
2164
2165         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2166 }
2167
2168 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2169                                                  long load_contrib)
2170 {
2171         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2172                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2173         else
2174                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2175 }
2176
2177 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2178
2179 /* Update a sched_entity's runnable average */
2180 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2181                                           int update_cfs_rq)
2182 {
2183         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2184         long contrib_delta;
2185         u64 now;
2186
2187         /*
2188          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2189          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2190          */
2191         if (entity_is_task(se))
2192                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2193         else
2194                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2195
2196         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2197                 return;
2198
2199         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2200
2201         if (!update_cfs_rq)
2202                 return;
2203
2204         if (se->on_rq)
2205                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2206         else
2207                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2208 }
2209
2210 /*
2211  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2212  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2213  */
2214 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2215 {
2216         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2217         u64 decays;
2218
2219         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2220         if (!decays && !force_update)
2221                 return;
2222
2223         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2224                 unsigned long removed_load;
2225                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2226                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2227         }
2228
2229         if (decays) {
2230                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2231                                                       decays);
2232                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2233                 cfs_rq->last_decay = now;
2234         }
2235
2236         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2237 }
2238
2239 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2240 {
2241         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2242         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2243 }
2244
2245 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2246 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2247                                                   struct sched_entity *se,
2248                                                   int wakeup)
2249 {
2250         /*
2251          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2252          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2253          * accumulated while sleeping.
2254          *
2255          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2256          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2257          * constructed load_avg_contrib.
2258          */
2259         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2260                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2261                 if (se->avg.decay_count) {
2262                         /*
2263                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2264                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2265                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2266                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2267                          * approximate this using our carried decays, which are
2268                          * explicitly atomically readable.
2269                          */
2270                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2271                                                         << 20;
2272                         update_entity_load_avg(se, 0);
2273                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2274                         se->avg.decay_count = 0;
2275                 }
2276                 wakeup = 0;
2277         } else {
2278                 /*
2279                  * Task re-woke on same cpu (or else migrate_task_rq_fair()
2280                  * would have made count negative); we must be careful to avoid
2281                  * double-accounting blocked time after synchronizing decays.
2282                  */
2283                 se->avg.last_runnable_update += __synchronize_entity_decay(se)
2284                                                         << 20;
2285         }
2286
2287         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2288         if (wakeup) {
2289                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2290                 update_entity_load_avg(se, 0);
2291         }
2292
2293         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2294         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2295         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2296 }
2297
2298 /*
2299  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2300  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2301  * blocked_load_avg.
2302  */
2303 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2304                                                   struct sched_entity *se,
2305                                                   int sleep)
2306 {
2307         update_entity_load_avg(se, 1);
2308         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2309         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2310
2311         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2312         if (sleep) {
2313                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2314                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2315         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2316 }
2317
2318 /*
2319  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2320  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2321  * be the only way to update the runnable statistic.
2322  */
2323 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2324 {
2325         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2326 }
2327
2328 /*
2329  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2330  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2331  * be the only way to update the runnable statistic.
2332  */
2333 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2334 {
2335         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2336 }
2337
2338 #else
2339 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2340                                           int update_cfs_rq) {}
2341 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2342 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2343                                            struct sched_entity *se,
2344                                            int wakeup) {}
2345 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2346                                            struct sched_entity *se,
2347                                            int sleep) {}
2348 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2349                                               int force_update) {}
2350 #endif
2351
2352 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2353 {
2354 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2355         struct task_struct *tsk = NULL;
2356
2357         if (entity_is_task(se))
2358                 tsk = task_of(se);
2359
2360         if (se->statistics.sleep_start) {
2361                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2362
2363                 if ((s64)delta < 0)
2364                         delta = 0;
2365
2366                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2367                         se->statistics.sleep_max = delta;
2368
2369                 se->statistics.sleep_start = 0;
2370                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2371
2372                 if (tsk) {
2373                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2374                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2375                 }
2376         }
2377         if (se->statistics.block_start) {
2378                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2379
2380                 if ((s64)delta < 0)
2381                         delta = 0;
2382
2383                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2384                         se->statistics.block_max = delta;
2385
2386                 se->statistics.block_start = 0;
2387                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2388
2389                 if (tsk) {
2390                         if (tsk->in_iowait) {
2391                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2392                                 se->statistics.iowait_count++;
2393                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2394                         }
2395
2396                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2397
2398                         /*
2399                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2400                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2401                          * amount of time that the task spent sleeping:
2402                          */
2403                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2404                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2405                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2406                                                 delta >> 20);
2407                         }
2408                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2409                 }
2410         }
2411 #endif
2412 }
2413
2414 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2415 {
2416 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2417         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2418
2419         if (d < 0)
2420                 d = -d;
2421
2422         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2423                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2424 #endif
2425 }
2426
2427 static void
2428 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2429 {
2430         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2431
2432         /*
2433          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2434          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2435          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2436          * stays open at the end.
2437          */
2438         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2439                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2440
2441         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2442         if (!initial) {
2443                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2444
2445                 /*
2446                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2447                  * for a gentler effect of sleepers:
2448                  */
2449                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2450                         thresh >>= 1;
2451
2452                 vruntime -= thresh;
2453         }
2454
2455         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2456         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2457 }
2458
2459 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2460
2461 static void
2462 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2463 {
2464         /*
2465          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2466          * through calling update_curr().
2467          */
2468         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2469                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2470
2471         /*
2472          * Update run-time statistics of the 'current'.
2473          */
2474         update_curr(cfs_rq);
2475         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2476         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2477         update_cfs_shares(cfs_rq);
2478
2479         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2480                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2481                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
2482         }
2483
2484         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
2485         check_spread(cfs_rq, se);
2486         if (se != cfs_rq->curr)
2487                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
2488         se->on_rq = 1;
2489
2490         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
2491                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
2492                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
2493         }
2494 }
2495
2496 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
2497 {
2498         for_each_sched_entity(se) {
2499                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2500                 if (cfs_rq->last == se)
2501                         cfs_rq->last = NULL;
2502                 else
2503                         break;
2504         }
2505 }
2506
2507 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
2508 {
2509         for_each_sched_entity(se) {
2510                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2511                 if (cfs_rq->next == se)
2512                         cfs_rq->next = NULL;
2513                 else
2514                         break;
2515         }
2516 }
2517
2518 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
2519 {
2520         for_each_sched_entity(se) {
2521                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2522                 if (cfs_rq->skip == se)
2523                         cfs_rq->skip = NULL;
2524                 else
2525                         break;
2526         }
2527 }
2528
2529 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2530 {
2531         if (cfs_rq->last == se)
2532                 __clear_buddies_last(se);
2533
2534         if (cfs_rq->next == se)
2535                 __clear_buddies_next(se);
2536
2537         if (cfs_rq->skip == se)
2538                 __clear_buddies_skip(se);
2539 }
2540
2541 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2542
2543 static void
2544 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2545 {
2546         /*
2547          * Update run-time statistics of the 'current'.
2548          */
2549         update_curr(cfs_rq);
2550         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2551
2552         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
2553         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
2554 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2555                 if (entity_is_task(se)) {
2556                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
2557
2558                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
2559                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2560                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
2561                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2562                 }
2563 #endif
2564         }
2565
2566         clear_buddies(cfs_rq, se);
2567
2568         if (se != cfs_rq->curr)
2569                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2570         se->on_rq = 0;
2571         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2572
2573         /*
2574          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
2575          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
2576          * movement in our normalized position.
2577          */
2578         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
2579                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
2580
2581         /* return excess runtime on last dequeue */
2582         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2583
2584         update_min_vruntime(cfs_rq);
2585         update_cfs_shares(cfs_rq);
2586 }
2587
2588 /*
2589  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2590  */
2591 static void
2592 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2593 {
2594         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
2595         struct sched_entity *se;
2596         s64 delta;
2597
2598         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
2599         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
2600         if (delta_exec > ideal_runtime) {
2601                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2602                 /*
2603                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
2604                  * re-elected due to buddy favours.
2605                  */
2606                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
2607                 return;
2608         }
2609
2610         /*
2611          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
2612          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
2613          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
2614          */
2615         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
2616                 return;
2617
2618         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2619         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
2620
2621         if (delta < 0)
2622                 return;
2623
2624         if (delta > ideal_runtime)
2625                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2626 }
2627
2628 static void
2629 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2630 {
2631         /* 'current' is not kept within the tree. */
2632         if (se->on_rq) {
2633                 /*
2634                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
2635                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
2636                  * runqueue.
2637                  */
2638                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
2639                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2640         }
2641
2642         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
2643         cfs_rq->curr = se;
2644 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2645         /*
2646          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
2647          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
2648          * when there are only lesser-weight tasks around):
2649          */
2650         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
2651                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
2652                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
2653         }
2654 #endif
2655         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
2656 }
2657
2658 static int
2659 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
2660
2661 /*
2662  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
2663  * 1) keep things fair between processes/task groups
2664  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
2665  * 3) pick the "last" process, for cache locality
2666  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
2667  */
2668 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
2669 {
2670         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2671         struct sched_entity *left = se;
2672
2673         /*
2674          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
2675          * be done without getting too unfair.
2676          */
2677         if (cfs_rq->skip == se) {
2678                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
2679                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
2680                         se = second;
2681         }
2682
2683         /*
2684          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
2685          */
2686         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
2687                 se = cfs_rq->last;
2688
2689         /*
2690          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
2691          */
2692         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
2693                 se = cfs_rq->next;
2694
2695         clear_buddies(cfs_rq, se);
2696
2697         return se;
2698 }
2699
2700 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2701
2702 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
2703 {
2704         /*
2705          * If still on the runqueue then deactivate_task()
2706          * was not called and update_curr() has to be done:
2707          */
2708         if (prev->on_rq)
2709                 update_curr(cfs_rq);
2710
2711         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
2712         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2713
2714         check_spread(cfs_rq, prev);
2715         if (prev->on_rq) {
2716                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
2717                 /* Put 'current' back into the tree. */
2718                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
2719                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
2720                 update_entity_load_avg(prev, 1);
2721         }
2722         cfs_rq->curr = NULL;
2723 }
2724
2725 static void
2726 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
2727 {
2728         /*
2729          * Update run-time statistics of the 'current'.
2730          */
2731         update_curr(cfs_rq);
2732
2733         /*
2734          * Ensure that runnable average is periodically updated.
2735          */
2736         update_entity_load_avg(curr, 1);
2737         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
2738         update_cfs_shares(cfs_rq);
2739
2740 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2741         /*
2742          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
2743          * validating it and just reschedule.
2744          */
2745         if (queued) {
2746                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2747                 return;
2748         }
2749         /*
2750          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
2751          */
2752         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
2753                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
2754                 return;
2755 #endif
2756
2757         if (cfs_rq->nr_running > 1)
2758                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
2759 }
2760
2761
2762 /**************************************************
2763  * CFS bandwidth control machinery
2764  */
2765
2766 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
2767
2768 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
2769 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
2770
2771 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
2772 {
2773         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
2774 }
2775
2776 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
2777 {
2778         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
2779         if (enabled && !was_enabled)
2780                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
2781         else if (!enabled && was_enabled)
2782                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
2783 }
2784 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
2785 static bool cfs_bandwidth_used(void)
2786 {
2787         return true;
2788 }
2789
2790 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
2791 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
2792
2793 /*
2794  * default period for cfs group bandwidth.
2795  * default: 0.1s, units: nanoseconds
2796  */
2797 static inline u64 default_cfs_period(void)
2798 {
2799         return 100000000ULL;
2800 }
2801
2802 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
2803 {
2804         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
2805 }
2806
2807 /*
2808  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
2809  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
2810  * additional synchronization around rq->lock.
2811  *
2812  * requires cfs_b->lock
2813  */
2814 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2815 {
2816         u64 now;
2817
2818         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2819                 return;
2820
2821         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
2822         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
2823         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
2824 }
2825
2826 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2827 {
2828         return &tg->cfs_bandwidth;
2829 }
2830
2831 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
2832 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2833 {
2834         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
2835                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
2836
2837         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
2838 }
2839
2840 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
2841 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2842 {
2843         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2844         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
2845         u64 amount = 0, min_amount, expires;
2846
2847         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
2848         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
2849
2850         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2851         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2852                 amount = min_amount;
2853         else {
2854                 /*
2855                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
2856                  * period must have elapsed since the last consumption.
2857                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
2858                  * active.
2859                  */
2860                 if (!cfs_b->timer_active) {
2861                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2862                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
2863                 }
2864
2865                 if (cfs_b->runtime > 0) {
2866                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
2867                         cfs_b->runtime -= amount;
2868                         cfs_b->idle = 0;
2869                 }
2870         }
2871         expires = cfs_b->runtime_expires;
2872         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2873
2874         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
2875         /*
2876          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
2877          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
2878          * issued.
2879          */
2880         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
2881                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2882
2883         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
2884 }
2885
2886 /*
2887  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
2888  * fact that rq->clock snapshots this value.
2889  */
2890 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2891 {
2892         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2893
2894         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
2895         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
2896                 return;
2897
2898         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
2899                 return;
2900
2901         /*
2902          * If the local deadline has passed we have to consider the
2903          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
2904          * has not truly expired.
2905          *
2906          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
2907          * whether the global deadline has advanced.
2908          */
2909
2910         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
2911                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
2912                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
2913         } else {
2914                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
2915                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
2916         }
2917 }
2918
2919 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2920                                      unsigned long delta_exec)
2921 {
2922         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
2923         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
2924         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2925
2926         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2927                 return;
2928
2929         /*
2930          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
2931          * hierarchy can be throttled
2932          */
2933         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
2934                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2935 }
2936
2937 static __always_inline
2938 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
2939 {
2940         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
2941                 return;
2942
2943         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
2944 }
2945
2946 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2947 {
2948         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
2949 }
2950
2951 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
2952 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2953 {
2954         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
2955 }
2956
2957 /*
2958  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
2959  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
2960  * load-balance operations.
2961  */
2962 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2963                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2964 {
2965         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
2966
2967         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
2968         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
2969
2970         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
2971                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
2972 }
2973
2974 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
2975 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
2976 {
2977         struct rq *rq = data;
2978         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2979
2980         cfs_rq->throttle_count--;
2981 #ifdef CONFIG_SMP
2982         if (!cfs_rq->throttle_count) {
2983                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
2984                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
2985                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
2986         }
2987 #endif
2988
2989         return 0;
2990 }
2991
2992 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
2993 {
2994         struct rq *rq = data;
2995         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2996
2997         /* group is entering throttled state, stop time */
2998         if (!cfs_rq->throttle_count)
2999                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3000         cfs_rq->throttle_count++;
3001
3002         return 0;
3003 }
3004
3005 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3006 {
3007         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3008         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3009         struct sched_entity *se;
3010         long task_delta, dequeue = 1;
3011
3012         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3013
3014         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3015         rcu_read_lock();
3016         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3017         rcu_read_unlock();
3018
3019         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3020         for_each_sched_entity(se) {
3021                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3022                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3023                 if (!se->on_rq)
3024                         break;
3025
3026                 if (dequeue)
3027                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3028                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3029
3030                 if (qcfs_rq->load.weight)
3031                         dequeue = 0;
3032         }
3033
3034         if (!se)
3035                 rq->nr_running -= task_delta;
3036
3037         cfs_rq->throttled = 1;
3038         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3039         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3040         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3041         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3042 }
3043
3044 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3045 {
3046         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3047         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3048         struct sched_entity *se;
3049         int enqueue = 1;
3050         long task_delta;
3051
3052         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3053
3054         cfs_rq->throttled = 0;
3055
3056         update_rq_clock(rq);
3057
3058         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3059         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3060         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3061         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3062
3063         /* update hierarchical throttle state */
3064         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3065
3066         if (!cfs_rq->load.weight)
3067                 return;
3068
3069         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3070         for_each_sched_entity(se) {
3071                 if (se->on_rq)
3072                         enqueue = 0;
3073
3074                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3075                 if (enqueue)
3076                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3077                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3078
3079                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3080                         break;
3081         }
3082
3083         if (!se)
3084                 rq->nr_running += task_delta;
3085
3086         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3087         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3088                 resched_task(rq->curr);
3089 }
3090
3091 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3092                 u64 remaining, u64 expires)
3093 {
3094         struct cfs_rq *cfs_rq;
3095         u64 runtime = remaining;
3096
3097         rcu_read_lock();
3098         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3099                                 throttled_list) {
3100                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3101
3102                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3103                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3104                         goto next;
3105
3106                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3107                 if (runtime > remaining)
3108                         runtime = remaining;
3109                 remaining -= runtime;
3110
3111                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3112                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3113
3114                 /* we check whether we're throttled above */
3115                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3116                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3117
3118 next:
3119                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3120
3121                 if (!remaining)
3122                         break;
3123         }
3124         rcu_read_unlock();
3125
3126         return remaining;
3127 }
3128
3129 /*
3130  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3131  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3132  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3133  * used to track this state.
3134  */
3135 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3136 {
3137         u64 runtime, runtime_expires;
3138         int idle = 1, throttled;
3139
3140         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3141         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3142         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3143                 goto out_unlock;
3144
3145         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3146         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
3147         idle = cfs_b->idle && !throttled;
3148         cfs_b->nr_periods += overrun;
3149
3150         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
3151         if (idle)
3152                 goto out_unlock;
3153
3154         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3155
3156         if (!throttled) {
3157                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3158                 cfs_b->idle = 1;
3159                 goto out_unlock;
3160         }
3161
3162         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3163         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3164
3165         /*
3166          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
3167          * to unthrottle them before making it generally available.  This
3168          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
3169          * allowed to run.
3170          */
3171         runtime = cfs_b->runtime;
3172         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3173         cfs_b->runtime = 0;
3174
3175         /*
3176          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
3177          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
3178          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
3179          */
3180         while (throttled && runtime > 0) {
3181                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3182                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3183                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3184                                                  runtime_expires);
3185                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3186
3187                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3188         }
3189
3190         /* return (any) remaining runtime */
3191         cfs_b->runtime = runtime;
3192         /*
3193          * While we are ensured activity in the period following an
3194          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3195          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3196          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3197          */
3198         cfs_b->idle = 0;
3199 out_unlock:
3200         if (idle)
3201                 cfs_b->timer_active = 0;
3202         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3203
3204         return idle;
3205 }
3206
3207 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3208 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3209 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3210 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3211 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3212 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3213
3214 /* are we near the end of the current quota period? */
3215 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3216 {
3217         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3218         u64 remaining;
3219
3220         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3221         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3222                 return 1;
3223
3224         /* is a quota refresh about to occur? */
3225         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3226         if (remaining < min_expire)
3227                 return 1;
3228
3229         return 0;
3230 }
3231
3232 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3233 {
3234         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3235
3236         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3237         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3238                 return;
3239
3240         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3241                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3242 }
3243
3244 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3245 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3246 {
3247         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3248         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3249
3250         if (slack_runtime <= 0)
3251                 return;
3252
3253         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3254         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3255             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3256                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3257
3258                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3259                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3260                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3261                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3262         }
3263         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3264
3265         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3266         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3267 }
3268
3269 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3270 {
3271         if (!cfs_bandwidth_used())
3272                 return;
3273
3274         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3275                 return;
3276
3277         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3278 }
3279
3280 /*
3281  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3282  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3283  */
3284 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3285 {
3286         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3287         u64 expires;
3288
3289         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3290         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
3291                 return;
3292
3293         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3294         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
3295                 runtime = cfs_b->runtime;
3296                 cfs_b->runtime = 0;
3297         }
3298         expires = cfs_b->runtime_expires;
3299         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3300
3301         if (!runtime)
3302                 return;
3303
3304         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3305
3306         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3307         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3308                 cfs_b->runtime = runtime;
3309         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3310 }
3311
3312 /*
3313  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3314  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3315  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3316  */
3317 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3318 {
3319         if (!cfs_bandwidth_used())
3320                 return;
3321
3322         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3323         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3324                 return;
3325
3326         /* ensure the group is not already throttled */
3327         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3328                 return;
3329
3330         /* update runtime allocation */
3331         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3332         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3333                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3334 }
3335
3336 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3337 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3338 {
3339         if (!cfs_bandwidth_used())
3340                 return;
3341
3342         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3343                 return;
3344
3345         /*
3346          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3347          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3348          */
3349         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3350                 return;
3351
3352         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3353 }
3354
3355 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3356 {
3357         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3358                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3359         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3360
3361         return HRTIMER_NORESTART;
3362 }
3363
3364 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3365 {
3366         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3367                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3368         ktime_t now;
3369         int overrun;
3370         int idle = 0;
3371
3372         for (;;) {
3373                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3374                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3375
3376                 if (!overrun)
3377                         break;
3378
3379                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3380         }
3381
3382         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3383 }
3384
3385 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3386 {
3387         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3388         cfs_b->runtime = 0;
3389         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3390         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3391
3392         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3393         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3394         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3395         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3396         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3397 }
3398
3399 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3400 {
3401         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3402         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3403 }
3404
3405 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3406 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3407 {
3408         /*
3409          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3410          * period or because we're racing with the tear-down path
3411          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3412          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3413          */
3414         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
3415                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3416                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
3417                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3418
3419                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3420                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3421                 if (cfs_b->timer_active)
3422                         return;
3423         }
3424
3425         cfs_b->timer_active = 1;
3426         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3427 }
3428
3429 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3430 {
3431         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3432         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3433 }
3434
3435 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
3436 {
3437         struct cfs_rq *cfs_rq;
3438
3439         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3440                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3441
3442                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
3443                         continue;
3444
3445                 /*
3446                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
3447                  * there's some valid quota amount
3448                  */
3449                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
3450                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3451                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3452         }
3453 }
3454
3455 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3456 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3457 {
3458         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
3459 }
3460
3461 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
3462                                      unsigned long delta_exec) {}
3463 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3464 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3465 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3466
3467 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3468 {
3469         return 0;
3470 }
3471
3472 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3473 {
3474         return 0;
3475 }
3476
3477 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3478                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3479 {
3480         return 0;
3481 }
3482
3483 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3484
3485 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3486 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3487 #endif
3488
3489 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3490 {
3491         return NULL;
3492 }
3493 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3494 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
3495
3496 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3497
3498 /**************************************************
3499  * CFS operations on tasks:
3500  */
3501
3502 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3503 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3504 {
3505         struct sched_entity *se = &p->se;
3506         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3507
3508         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
3509
3510         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
3511                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
3512                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
3513                 s64 delta = slice - ran;
3514
3515                 if (delta < 0) {
3516                         if (rq->curr == p)
3517                                 resched_task(p);
3518                         return;
3519                 }
3520
3521                 /*
3522                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
3523                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
3524                  */
3525                 if (rq->curr != p)
3526                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
3527
3528                 hrtick_start(rq, delta);
3529         }
3530 }
3531
3532 /*
3533  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
3534  * current task is from our class and nr_running is low enough
3535  * to matter.
3536  */
3537 static void hrtick_update(struct rq *rq)
3538 {
3539         struct task_struct *curr = rq->curr;
3540
3541         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
3542                 return;
3543
3544         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
3545                 hrtick_start_fair(rq, curr);
3546 }
3547 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
3548 static inline void
3549 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3550 {
3551 }
3552
3553 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
3554 {
3555 }
3556 #endif
3557
3558 /*
3559  * The enqueue_task method is called before nr_running is
3560  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
3561  * then put the task into the rbtree:
3562  */
3563 static void
3564 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3565 {
3566         struct cfs_rq *cfs_rq;
3567         struct sched_entity *se = &p->se;
3568
3569         for_each_sched_entity(se) {
3570                 if (se->on_rq)
3571                         break;
3572                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3573                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
3574
3575                 /*
3576                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3577                  *
3578                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3579                  * post the final h_nr_running increment below.
3580                 */
3581                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3582                         break;
3583                 cfs_rq->h_nr_running++;
3584
3585                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
3586         }
3587
3588         for_each_sched_entity(se) {
3589                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3590                 cfs_rq->h_nr_running++;
3591
3592                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3593                         break;
3594
3595                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3596                 update_entity_load_avg(se, 1);
3597         }
3598
3599         if (!se) {
3600                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3601                 inc_nr_running(rq);
3602         }
3603         hrtick_update(rq);
3604 }
3605
3606 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
3607
3608 /*
3609  * The dequeue_task method is called before nr_running is
3610  * decreased. We remove the task from the rbtree and
3611  * update the fair scheduling stats:
3612  */
3613 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3614 {
3615         struct cfs_rq *cfs_rq;
3616         struct sched_entity *se = &p->se;
3617         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
3618
3619         for_each_sched_entity(se) {
3620                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3621                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
3622
3623                 /*
3624                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3625                  *
3626                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3627                  * post the final h_nr_running decrement below.
3628                 */
3629                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3630                         break;
3631                 cfs_rq->h_nr_running--;
3632
3633                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
3634                 if (cfs_rq->load.weight) {
3635                         /*
3636                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
3637                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
3638                          */
3639                         if (task_sleep && parent_entity(se))
3640                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
3641
3642                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
3643                         se = parent_entity(se);
3644                         break;
3645                 }
3646                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
3647         }
3648
3649         for_each_sched_entity(se) {
3650                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3651                 cfs_rq->h_nr_running--;
3652
3653                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3654                         break;
3655
3656                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3657                 update_entity_load_avg(se, 1);
3658         }
3659
3660         if (!se) {
3661                 dec_nr_running(rq);
3662                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
3663         }
3664         hrtick_update(rq);
3665 }
3666
3667 #ifdef CONFIG_SMP
3668 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
3669 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
3670 {
3671         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
3672 }
3673
3674 /*
3675  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
3676  * according to the scheduling class and "nice" value.
3677  *
3678  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
3679  * balance conservatively.
3680  */
3681 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
3682 {
3683         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3684         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3685
3686         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3687                 return total;
3688
3689         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
3690 }
3691
3692 /*
3693  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
3694  * according to the scheduling class and "nice" value.
3695  */
3696 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
3697 {
3698         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3699         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3700
3701         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3702                 return total;
3703
3704         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
3705 }
3706
3707 static unsigned long power_of(int cpu)
3708 {
3709         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
3710 }
3711
3712 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
3713 {
3714         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3715         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
3716         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
3717
3718         if (nr_running)
3719                 return load_avg / nr_running;
3720
3721         return 0;
3722 }
3723
3724 static void record_wakee(struct task_struct *p)
3725 {
3726         /*
3727          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
3728          * about the boundary, really active task won't care
3729          * about the loss.
3730          */
3731         if (jiffies > current->wakee_flip_decay_ts + HZ) {
3732                 current->wakee_flips = 0;
3733                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
3734         }
3735
3736         if (current->last_wakee != p) {
3737                 current->last_wakee = p;
3738                 current->wakee_flips++;
3739         }
3740 }
3741
3742 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
3743 {
3744         struct sched_entity *se = &p->se;
3745         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3746         u64 min_vruntime;
3747
3748 #ifndef CONFIG_64BIT
3749         u64 min_vruntime_copy;
3750
3751         do {
3752                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
3753                 smp_rmb();
3754                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3755         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
3756 #else
3757         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3758 #endif
3759
3760         se->vruntime -= min_vruntime;
3761         record_wakee(p);
3762 }
3763
3764 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3765 /*
3766  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
3767  *
3768  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
3769  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
3770  * can calculate the shift in shares.
3771  *
3772  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
3773  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
3774  * total group weight.
3775  *
3776  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
3777  * distribution (s_i) using:
3778  *
3779  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
3780  *
3781  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
3782  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
3783  * shares distribution (s_i):
3784  *
3785  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
3786  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
3787  *
3788  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
3789  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
3790  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
3791  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
3792  *
3793  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
3794  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
3795  *
3796  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
3797  *
3798  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
3799  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
3800  * weight and shares distributions like:
3801  *
3802  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
3803  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
3804  *
3805  * We can then compute the difference in effective weight by using:
3806  *
3807  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
3808  *
3809  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
3810  *
3811  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
3812  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
3813  * 4/7) times the weight of the group.
3814  */
3815 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3816 {
3817         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
3818
3819         if (!tg->parent || !wl) /* the trivial, non-cgroup case */
3820                 return wl;
3821
3822         for_each_sched_entity(se) {
3823                 long w, W;
3824
3825                 tg = se->my_q->tg;
3826
3827                 /*
3828                  * W = @wg + \Sum rw_j
3829                  */
3830                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
3831
3832                 /*
3833                  * w = rw_i + @wl
3834                  */
3835                 w = se->my_q->load.weight + wl;
3836
3837                 /*
3838                  * wl = S * s'_i; see (2)
3839                  */
3840                 if (W > 0 && w < W)
3841                         wl = (w * tg->shares) / W;
3842                 else
3843                         wl = tg->shares;
3844
3845                 /*
3846                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
3847                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
3848                  * calc_cfs_shares().
3849                  */
3850                 if (wl < MIN_SHARES)
3851                         wl = MIN_SHARES;
3852
3853                 /*
3854                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
3855                  */
3856                 wl -= se->load.weight;
3857
3858                 /*
3859                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
3860                  * the final effective load change on the root group. Since
3861                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
3862                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
3863                  * resulting from this level per the above.
3864                  */
3865                 wg = 0;
3866         }
3867
3868         return wl;
3869 }
3870 #else
3871
3872 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3873 {
3874         return wl;
3875 }
3876
3877 #endif
3878
3879 static int wake_wide(struct task_struct *p)
3880 {
3881         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
3882
3883         /*
3884          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
3885          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
3886          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
3887          */
3888         if (p->wakee_flips > factor) {
3889                 /*
3890                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
3891                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
3892                  * it alone.
3893                  */
3894                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
3895                         return 1;
3896         }
3897
3898         return 0;
3899 }
3900
3901 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
3902 {
3903         s64 this_load, load;
3904         int idx, this_cpu, prev_cpu;
3905         unsigned long tl_per_task;
3906         struct task_group *tg;
3907         unsigned long weight;
3908         int balanced;
3909
3910         /*
3911          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
3912          * ourselves around too much.
3913          */
3914         if (wake_wide(p))
3915                 return 0;
3916
3917         idx       = sd->wake_idx;
3918         this_cpu  = smp_processor_id();
3919         prev_cpu  = task_cpu(p);
3920         load      = source_load(prev_cpu, idx);
3921         this_load = target_load(this_cpu, idx);
3922
3923         /*
3924          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
3925          * effect of the currently running task from the load
3926          * of the current CPU:
3927          */
3928         if (sync) {
3929                 tg = task_group(current);
3930                 weight = current->se.load.weight;
3931
3932                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
3933                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
3934         }
3935
3936         tg = task_group(p);
3937         weight = p->se.load.weight;
3938
3939         /*
3940          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
3941          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
3942          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
3943          * about that, so that's good too.
3944          *
3945          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
3946          * task to be woken on this_cpu.
3947          */
3948         if (this_load > 0) {
3949                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
3950
3951                 this_eff_load = 100;
3952                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
3953                 this_eff_load *= this_load +
3954                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
3955
3956                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
3957                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
3958                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
3959
3960                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
3961         } else
3962                 balanced = true;
3963
3964         /*
3965          * If the currently running task will sleep within
3966          * a reasonable amount of time then attract this newly
3967          * woken task:
3968          */
3969         if (sync && balanced)
3970                 return 1;
3971
3972         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
3973         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3974
3975         if (balanced ||
3976             (this_load <= load &&
3977              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
3978                 /*
3979                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
3980                  * p is cache cold in this domain, and
3981                  * there is no bad imbalance.
3982                  */
3983                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
3984                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
3985
3986                 return 1;
3987         }
3988         return 0;
3989 }
3990
3991 /*
3992  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
3993  * domain.
3994  */
3995 static struct sched_group *
3996 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
3997                   int this_cpu, int load_idx)
3998 {
3999         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4000         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4001         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4002
4003         do {
4004                 unsigned long load, avg_load;
4005                 int local_group;
4006                 int i;
4007
4008                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4009                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4010                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4011                         continue;
4012
4013                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4014                                                sched_group_cpus(group));
4015
4016                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4017                 avg_load = 0;
4018
4019                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4020                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4021                         if (local_group)
4022                                 load = source_load(i, load_idx);
4023                         else
4024                                 load = target_load(i, load_idx);
4025
4026                         avg_load += load;
4027                 }
4028
4029                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
4030                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4031
4032                 if (local_group) {
4033                         this_load = avg_load;
4034                 } else if (avg_load < min_load) {
4035                         min_load = avg_load;
4036                         idlest = group;
4037                 }
4038         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4039
4040         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4041                 return NULL;
4042         return idlest;
4043 }
4044
4045 /*
4046  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4047  */
4048 static int
4049 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4050 {
4051         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4052         int idlest = -1;
4053         int i;
4054
4055         /* Traverse only the allowed CPUs */
4056         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4057                 load = weighted_cpuload(i);
4058
4059                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4060                         min_load = load;
4061                         idlest = i;
4062                 }
4063         }
4064
4065         return idlest;
4066 }
4067
4068 /*
4069  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4070  */
4071 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4072 {
4073         struct sched_domain *sd;
4074         struct sched_group *sg;
4075         int i = task_cpu(p);
4076
4077         if (idle_cpu(target))
4078                 return target;
4079
4080         /*
4081          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4082          */
4083         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4084                 return i;
4085
4086         /*
4087          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4088          */
4089         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4090         for_each_lower_domain(sd) {
4091                 sg = sd->groups;
4092                 do {
4093                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4094                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4095                                 goto next;
4096
4097                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4098                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4099                                         goto next;
4100                         }
4101
4102                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4103                                         tsk_cpus_allowed(p));
4104                         goto done;
4105 next:
4106                         sg = sg->next;
4107                 } while (sg != sd->groups);
4108         }
4109 done:
4110         return target;
4111 }
4112
4113 /*
4114  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
4115  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
4116  * SD_BALANCE_EXEC.
4117  *
4118  * Balance, ie. select the least loaded group.
4119  *
4120  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
4121  *
4122  * preempt must be disabled.
4123  */
4124 static int
4125 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4126 {
4127         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4128         int cpu = smp_processor_id();
4129         int new_cpu = cpu;
4130         int want_affine = 0;
4131         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4132
4133         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
4134                 return prev_cpu;
4135
4136         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4137                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4138                         want_affine = 1;
4139                 new_cpu = prev_cpu;
4140         }
4141
4142         rcu_read_lock();
4143         for_each_domain(cpu, tmp) {
4144                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4145                         continue;
4146
4147                 /*
4148                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4149                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4150                  */
4151                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4152                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4153                         affine_sd = tmp;
4154                         break;
4155                 }
4156
4157                 if (tmp->flags & sd_flag)
4158                         sd = tmp;
4159         }
4160
4161         if (affine_sd) {
4162                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4163                         prev_cpu = cpu;
4164
4165                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4166                 goto unlock;
4167         }
4168
4169         while (sd) {
4170                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
4171                 struct sched_group *group;
4172                 int weight;
4173
4174                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4175                         sd = sd->child;
4176                         continue;
4177                 }
4178
4179                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4180                         load_idx = sd->wake_idx;
4181
4182                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
4183                 if (!group) {
4184                         sd = sd->child;
4185                         continue;
4186                 }
4187
4188                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4189                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4190                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4191                         sd = sd->child;
4192                         continue;
4193                 }
4194
4195                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4196                 cpu = new_cpu;
4197                 weight = sd->span_weight;
4198                 sd = NULL;
4199                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4200                         if (weight <= tmp->span_weight)
4201                                 break;
4202                         if (tmp->flags & sd_flag)
4203                                 sd = tmp;
4204                 }
4205                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4206         }
4207 unlock:
4208         rcu_read_unlock();
4209
4210         return new_cpu;
4211 }
4212
4213 /*
4214  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4215  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4216  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4217  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4218  */
4219 static void
4220 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4221 {
4222         struct sched_entity *se = &p->se;
4223         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4224
4225         /*
4226          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4227          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4228          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4229          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4230          */
4231         if (se->avg.decay_count) {
4232                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4233                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4234                                                 &cfs_rq->removed_load);
4235         }
4236 }
4237 #endif /* CONFIG_SMP */
4238
4239 static unsigned long
4240 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4241 {
4242         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4243
4244         /*
4245          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4246          * to virtual-time in his units.
4247          *
4248          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4249          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4250          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4251          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4252          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4253          *
4254          * This is especially important for buddies when the leftmost
4255          * task is higher priority than the buddy.
4256          */
4257         return calc_delta_fair(gran, se);
4258 }
4259
4260 /*
4261  * Should 'se' preempt 'curr'.
4262  *
4263  *             |s1
4264  *        |s2
4265  *   |s3
4266  *         g
4267  *      |<--->|c
4268  *
4269  *  w(c, s1) = -1
4270  *  w(c, s2) =  0
4271  *  w(c, s3) =  1
4272  *
4273  */
4274 static int
4275 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4276 {
4277         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4278
4279         if (vdiff <= 0)
4280                 return -1;
4281
4282         gran = wakeup_gran(curr, se);
4283         if (vdiff > gran)
4284                 return 1;
4285
4286         return 0;
4287 }
4288
4289 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4290 {
4291         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4292                 return;
4293
4294         for_each_sched_entity(se)
4295                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4296 }
4297
4298 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4299 {
4300         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4301                 return;
4302
4303         for_each_sched_entity(se)
4304                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4305 }
4306
4307 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4308 {
4309         for_each_sched_entity(se)
4310                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4311 }
4312
4313 /*
4314  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4315  */
4316 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4317 {
4318         struct task_struct *curr = rq->curr;
4319         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4320         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4321         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4322         int next_buddy_marked = 0;
4323
4324         if (unlikely(se == pse))
4325                 return;
4326
4327         /*
4328          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
4329          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4330          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4331          * next-buddy nomination below.
4332          */
4333         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4334                 return;
4335
4336         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4337                 set_next_buddy(pse);
4338                 next_buddy_marked = 1;
4339         }
4340
4341         /*
4342          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4343          * wake up path.
4344          *
4345          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4346          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4347          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4348          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4349          * below.
4350          */
4351         if (test_tsk_need_resched(curr))
4352                 return;
4353
4354         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4355         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4356             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4357                 goto preempt;
4358
4359         /*
4360          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4361          * is driven by the tick):
4362          */
4363         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4364                 return;
4365
4366         find_matching_se(&se, &pse);
4367         update_curr(cfs_rq_of(se));
4368         BUG_ON(!pse);
4369         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4370                 /*
4371                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4372                  * triggering this preemption.
4373                  */
4374                 if (!next_buddy_marked)
4375                         set_next_buddy(pse);
4376                 goto preempt;
4377         }
4378
4379         return;
4380
4381 preempt:
4382         resched_task(curr);
4383         /*
4384          * Only set the backward buddy when the current task is still
4385          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4386          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4387          * point, either of which can * drop the rq lock.
4388          *
4389          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4390          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4391          */
4392         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4393                 return;
4394
4395         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4396                 set_last_buddy(se);
4397 }
4398
4399 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
4400 {
4401         struct task_struct *p;
4402         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4403         struct sched_entity *se;
4404
4405         if (!cfs_rq->nr_running)
4406                 return NULL;
4407
4408         do {
4409                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
4410                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4411                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4412         } while (cfs_rq);
4413
4414         p = task_of(se);
4415         if (hrtick_enabled(rq))
4416                 hrtick_start_fair(rq, p);
4417
4418         return p;
4419 }
4420
4421 /*
4422  * Account for a descheduled task:
4423  */
4424 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4425 {
4426         struct sched_entity *se = &prev->se;
4427         struct cfs_rq *cfs_rq;
4428
4429         for_each_sched_entity(se) {
4430                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4431                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
4432         }
4433 }
4434
4435 /*
4436  * sched_yield() is very simple
4437  *
4438  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
4439  */
4440 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
4441 {
4442         struct task_struct *curr = rq->curr;
4443         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4444         struct sched_entity *se = &curr->se;
4445
4446         /*
4447          * Are we the only task in the tree?
4448          */
4449         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
4450                 return;
4451
4452         clear_buddies(cfs_rq, se);
4453
4454         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
4455                 update_rq_clock(rq);
4456                 /*
4457                  * Update run-time statistics of the 'current'.
4458                  */
4459                 update_curr(cfs_rq);
4460                 /*
4461                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
4462                  * so we don't do microscopic update in schedule()
4463                  * and double the fastpath cost.
4464                  */
4465                  rq->skip_clock_update = 1;
4466         }
4467
4468         set_skip_buddy(se);
4469 }
4470
4471 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
4472 {
4473         struct sched_entity *se = &p->se;
4474
4475         /* throttled hierarchies are not runnable */
4476         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
4477                 return false;
4478
4479         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
4480         set_next_buddy(se);
4481
4482         yield_task_fair(rq);
4483
4484         return true;
4485 }
4486
4487 #ifdef CONFIG_SMP
4488 /**************************************************
4489  * Fair scheduling class load-balancing methods.
4490  *
4491  * BASICS
4492  *
4493  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
4494  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
4495  * time to each task. This is expressed in the following equation:
4496  *
4497  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
4498  *
4499  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
4500  * W_i,0 is defined as:
4501  *
4502  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
4503  *
4504  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
4505  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
4506  *
4507  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
4508  * weight:
4509  *
4510  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
4511  *
4512  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
4513  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
4514  * can also include other factors [XXX].
4515  *
4516  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
4517  * directly from (1):
4518  *
4519  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
4520  *
4521  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
4522  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
4523  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
4524  *
4525  * [XXX expand on:
4526  *     - infeasible weights;
4527  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
4528  *
4529  *
4530  * SCHED DOMAINS
4531  *
4532  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
4533  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
4534  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
4535  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
4536  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
4537  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
4538  * the groups.
4539  *
4540  * This yields:
4541  *
4542  *     log_2 n     1     n
4543  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
4544  *     i = 0      2^i   2^i
4545  *                               `- size of each group
4546  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
4547  *         |         `- freq
4548  *         `- sum over all levels
4549  *
4550  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
4551  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
4552  *
4553  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
4554  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
4555  *
4556  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
4557  *
4558  *             log_2 n     
4559  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
4560  *             k = 0
4561  *
4562  * And you'll find that:
4563  *
4564  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
4565  *
4566  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
4567  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
4568  * of:
4569  *
4570  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
4571  *
4572  *
4573  * WORK CONSERVING
4574  *
4575  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
4576  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
4577  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
4578  *
4579  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
4580  * time.
4581  *
4582  * [XXX more?]
4583  *
4584  *
4585  * CGROUPS
4586  *
4587  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
4588  *
4589  *                                s_k,i
4590  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
4591  *                                 S_k
4592  *
4593  * Where
4594  *
4595  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
4596  *
4597  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
4598  *
4599  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
4600  * property.
4601  *
4602  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
4603  *      rewrite all of this once again.]
4604  */ 
4605
4606 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
4607
4608 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
4609 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
4610 #define LBF_DST_PINNED  0x04
4611 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
4612
4613 struct lb_env {
4614         struct sched_domain     *sd;
4615
4616         struct rq               *src_rq;
4617         int                     src_cpu;
4618
4619         int                     dst_cpu;
4620         struct rq               *dst_rq;
4621
4622         struct cpumask          *dst_grpmask;
4623         int                     new_dst_cpu;
4624         enum cpu_idle_type      idle;
4625         long                    imbalance;
4626         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
4627         struct cpumask          *cpus;
4628
4629         unsigned int            flags;
4630
4631         unsigned int            loop;
4632         unsigned int            loop_break;
4633         unsigned int            loop_max;
4634 };
4635
4636 /*
4637  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
4638  * Both runqueues must be locked.
4639  */
4640 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4641 {
4642         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
4643         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
4644         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
4645         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
4646 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4647         if (p->numa_preferred_nid != -1) {
4648                 int src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4649                 int dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4650
4651                 /*
4652                  * If the load balancer has moved the task then limit
4653                  * migrations from taking place in the short term in
4654                  * case this is a short-lived migration.
4655                  */
4656                 if (src_nid != dst_nid && dst_nid != p->numa_preferred_nid)
4657                         p->numa_migrate_seq = 0;
4658         }
4659 #endif
4660 }
4661
4662 /*
4663  * Is this task likely cache-hot:
4664  */
4665 static int
4666 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
4667 {
4668         s64 delta;
4669
4670         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
4671                 return 0;
4672
4673         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
4674                 return 0;
4675
4676         /*
4677          * Buddy candidates are cache hot:
4678          */
4679         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
4680                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
4681                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
4682                 return 1;
4683
4684         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
4685                 return 1;
4686         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
4687                 return 0;
4688
4689         delta = now - p->se.exec_start;
4690
4691         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
4692 }
4693
4694 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4695 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
4696 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4697 {
4698         int src_nid, dst_nid;
4699
4700         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults ||
4701             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
4702                 return false;
4703         }
4704
4705         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4706         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4707
4708         if (src_nid == dst_nid)
4709                 return false;
4710
4711         /* Always encourage migration to the preferred node. */
4712         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
4713                 return true;
4714
4715         /* If both task and group weight improve, this move is a winner. */
4716         if (task_weight(p, dst_nid) > task_weight(p, src_nid) &&
4717             group_weight(p, dst_nid) > group_weight(p, src_nid))
4718                 return true;
4719
4720         return false;
4721 }
4722
4723
4724 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4725 {
4726         int src_nid, dst_nid;
4727
4728         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
4729                 return false;
4730
4731         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
4732                 return false;
4733
4734         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
4735         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
4736
4737         if (src_nid == dst_nid)
4738                 return false;
4739
4740         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
4741         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
4742                 return true;
4743
4744         /* If either task or group weight get worse, don't do it. */
4745         if (task_weight(p, dst_nid) < task_weight(p, src_nid) ||
4746             group_weight(p, dst_nid) < group_weight(p, src_nid))
4747                 return true;
4748
4749         return false;
4750 }
4751
4752 #else
4753 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
4754                                              struct lb_env *env)
4755 {
4756         return false;
4757 }
4758
4759 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
4760                                              struct lb_env *env)
4761 {
4762         return false;
4763 }
4764 #endif
4765
4766 /*
4767  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
4768  */
4769 static
4770 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4771 {
4772         int tsk_cache_hot = 0;
4773         /*
4774          * We do not migrate tasks that are:
4775          * 1) throttled_lb_pair, or
4776          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
4777          * 3) running (obviously), or
4778          * 4) are cache-hot on their current CPU.
4779          */
4780         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
4781                 return 0;
4782
4783         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4784                 int cpu;
4785
4786                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
4787
4788                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
4789
4790                 /*
4791                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
4792                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
4793                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
4794                  *
4795                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
4796                  * one in current iteration.
4797                  */
4798                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
4799                         return 0;
4800
4801                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
4802                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
4803                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4804                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
4805                                 env->new_dst_cpu = cpu;
4806                                 break;
4807                         }
4808                 }
4809
4810                 return 0;
4811         }
4812
4813         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
4814         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
4815
4816         if (task_running(env->src_rq, p)) {
4817                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
4818                 return 0;
4819         }
4820
4821         /*
4822          * Aggressive migration if:
4823          * 1) destination numa is preferred
4824          * 2) task is cache cold, or
4825          * 3) too many balance attempts have failed.
4826          */
4827         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq), env->sd);
4828         if (!tsk_cache_hot)
4829                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
4830
4831         if (migrate_improves_locality(p, env)) {
4832 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4833                 if (tsk_cache_hot) {
4834                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4835                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4836                 }
4837 #endif
4838                 return 1;
4839         }
4840
4841         if (!tsk_cache_hot ||
4842                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
4843
4844                 if (tsk_cache_hot) {
4845                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4846                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4847                 }
4848
4849                 return 1;
4850         }
4851
4852         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
4853         return 0;
4854 }
4855
4856 /*
4857  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
4858  * part of active balancing operations within "domain".
4859  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4860  *
4861  * Called with both runqueues locked.
4862  */
4863 static int move_one_task(struct lb_env *env)
4864 {
4865         struct task_struct *p, *n;
4866
4867         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
4868                 if (!can_migrate_task(p, env))
4869                         continue;
4870
4871                 move_task(p, env);
4872                 /*
4873                  * Right now, this is only the second place move_task()
4874                  * is called, so we can safely collect move_task()
4875                  * stats here rather than inside move_task().
4876                  */
4877                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
4878                 return 1;
4879         }
4880         return 0;
4881 }
4882
4883 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
4884
4885 /*
4886  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
4887  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
4888  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4889  *
4890  * Called with both runqueues locked.
4891  */
4892 static int move_tasks(struct lb_env *env)
4893 {
4894         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
4895         struct task_struct *p;
4896         unsigned long load;
4897         int pulled = 0;
4898
4899         if (env->imbalance <= 0)
4900                 return 0;
4901
4902         while (!list_empty(tasks)) {
4903                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
4904
4905                 env->loop++;
4906                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
4907                 if (env->loop > env->loop_max)
4908                         break;
4909
4910                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
4911                 if (env->loop > env->loop_break) {
4912                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
4913                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
4914                         break;
4915                 }
4916
4917                 if (!can_migrate_task(p, env))
4918                         goto next;
4919
4920                 load = task_h_load(p);
4921
4922                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
4923                         goto next;
4924
4925                 if ((load / 2) > env->imbalance)
4926                         goto next;
4927
4928                 move_task(p, env);
4929                 pulled++;
4930                 env->imbalance -= load;
4931
4932 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4933                 /*
4934                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
4935                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
4936                  * the critical section.
4937                  */
4938                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
4939                         break;
4940 #endif
4941
4942                 /*
4943                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
4944                  * weighted load.
4945                  */
4946                 if (env->imbalance <= 0)
4947                         break;
4948
4949                 continue;
4950 next:
4951                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
4952         }
4953
4954         /*
4955          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
4956          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
4957          * inside move_task().
4958          */
4959         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
4960
4961         return pulled;
4962 }
4963
4964 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4965 /*
4966  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
4967  */
4968 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
4969 {
4970         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4971         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4972
4973         /* throttled entities do not contribute to load */
4974         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
4975                 return;
4976
4977         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
4978
4979         if (se) {
4980                 update_entity_load_avg(se, 1);
4981                 /*
4982                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
4983                  * list removal.  This generally implies that all our children
4984                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
4985                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
4986                  * at enqueue.
4987                  *
4988                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
4989                  */
4990                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
4991                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4992         } else {
4993                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4994                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
4995         }
4996 }
4997
4998 static void update_blocked_averages(int cpu)
4999 {
5000         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5001         struct cfs_rq *cfs_rq;
5002         unsigned long flags;
5003
5004         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5005         update_rq_clock(rq);
5006         /*
5007          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5008          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5009          */
5010         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5011                 /*
5012                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5013                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5014                  * groups does not result in continually extending hold time.
5015                  */
5016                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5017         }
5018
5019         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5020 }
5021
5022 /*
5023  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5024  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5025  * group is a fraction of its parents load.
5026  */
5027 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5028 {
5029         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5030         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5031         unsigned long now = jiffies;
5032         unsigned long load;
5033
5034         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5035                 return;
5036
5037         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5038         for_each_sched_entity(se) {
5039                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5040                 cfs_rq->h_load_next = se;
5041                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5042                         break;
5043         }
5044
5045         if (!se) {
5046                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5047                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5048         }
5049
5050         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5051                 load = cfs_rq->h_load;
5052                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5053                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5054                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5055                 cfs_rq->h_load = load;
5056                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5057         }
5058 }
5059
5060 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5061 {
5062         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5063
5064         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5065         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5066                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5067 }
5068 #else
5069 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5070 {
5071 }
5072
5073 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5074 {
5075         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5076 }
5077 #endif
5078
5079 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5080 /*
5081  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5082  */
5083 struct sg_lb_stats {
5084         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5085         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5086         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5087         unsigned long load_per_task;
5088         unsigned long group_power;
5089         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5090         unsigned int group_capacity;
5091         unsigned int idle_cpus;
5092         unsigned int group_weight;
5093         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
5094         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
5095 };
5096
5097 /*
5098  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5099  *               during load balancing.
5100  */
5101 struct sd_lb_stats {
5102         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5103         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5104         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5105         unsigned long total_pwr;        /* Total power of all groups in sd */
5106         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5107
5108         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5109         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5110 };
5111
5112 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5113 {
5114         /*
5115          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5116          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5117          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5118          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5119          */
5120         *sds = (struct sd_lb_stats){
5121                 .busiest = NULL,
5122                 .local = NULL,
5123                 .total_load = 0UL,
5124                 .total_pwr = 0UL,
5125                 .busiest_stat = {
5126                         .avg_load = 0UL,
5127                 },
5128         };
5129 }
5130
5131 /**
5132  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5133  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5134  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
5135  *
5136  * Return: The load index.
5137  */
5138 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5139                                         enum cpu_idle_type idle)
5140 {
5141         int load_idx;
5142
5143         switch (idle) {
5144         case CPU_NOT_IDLE:
5145                 load_idx = sd->busy_idx;
5146                 break;
5147
5148         case CPU_NEWLY_IDLE:
5149                 load_idx = sd->newidle_idx;
5150                 break;
5151         default:
5152                 load_idx = sd->idle_idx;
5153                 break;
5154         }
5155
5156         return load_idx;
5157 }
5158
5159 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5160 {
5161         return SCHED_POWER_SCALE;
5162 }
5163
5164 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5165 {
5166         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
5167 }
5168
5169 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5170 {
5171         unsigned long weight = sd->span_weight;
5172         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
5173
5174         smt_gain /= weight;
5175
5176         return smt_gain;
5177 }
5178
5179 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5180 {
5181         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
5182 }
5183
5184 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
5185 {
5186         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5187         u64 total, available, age_stamp, avg;
5188
5189         /*
5190          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5191          * we read them once before doing sanity checks on them.
5192          */
5193         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5194         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5195
5196         total = sched_avg_period() + (rq_clock(rq) - age_stamp);
5197
5198         if (unlikely(total < avg)) {
5199                 /* Ensures that power won't end up being negative */
5200                 available = 0;
5201         } else {
5202                 available = total - avg;
5203         }
5204
5205         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
5206                 total = SCHED_POWER_SCALE;
5207
5208         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5209
5210         return div_u64(available, total);
5211 }
5212
5213 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5214 {
5215         unsigned long weight = sd->span_weight;
5216         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
5217         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5218
5219         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
5220                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
5221                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
5222                 else
5223                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
5224
5225                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5226         }
5227
5228         sdg->sgp->power_orig = power;
5229
5230         if (sched_feat(ARCH_POWER))
5231                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
5232         else
5233                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
5234
5235         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5236
5237         power *= scale_rt_power(cpu);
5238         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5239
5240         if (!power)
5241                 power = 1;
5242
5243         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
5244         sdg->sgp->power = power;
5245 }
5246
5247 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5248 {
5249         struct sched_domain *child = sd->child;
5250         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
5251         unsigned long power, power_orig;
5252         unsigned long interval;
5253
5254         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5255         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5256         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
5257
5258         if (!child) {
5259                 update_cpu_power(sd, cpu);
5260                 return;
5261         }
5262
5263         power_orig = power = 0;
5264
5265         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
5266                 /*
5267                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
5268                  * span the current group.
5269                  */
5270
5271                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
5272                         struct sched_group *sg = cpu_rq(cpu)->sd->groups;
5273
5274                         power_orig += sg->sgp->power_orig;
5275                         power += sg->sgp->power;
5276                 }
5277         } else  {
5278                 /*
5279                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
5280                  * span the current group.
5281                  */ 
5282
5283                 group = child->groups;
5284                 do {
5285                         power_orig += group->sgp->power_orig;
5286                         power += group->sgp->power;
5287                         group = group->next;
5288                 } while (group != child->groups);
5289         }
5290
5291         sdg->sgp->power_orig = power_orig;
5292         sdg->sgp->power = power;
5293 }
5294
5295 /*
5296  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
5297  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
5298  * which on its own isn't powerful enough.
5299  *
5300  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
5301  */
5302 static inline int
5303 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
5304 {
5305         /*
5306          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
5307          */
5308         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
5309                 return 0;
5310
5311         /*
5312          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
5313          */
5314         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
5315                 return 1;
5316
5317         return 0;
5318 }
5319
5320 /*
5321  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
5322  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
5323  *
5324  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
5325  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
5326  * Something like:
5327  *
5328  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
5329  *              *     * * *
5330  *
5331  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
5332  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
5333  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
5334  *
5335  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
5336  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
5337  * moving tasks due to affinity constraints.
5338  *
5339  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
5340  * update_sd_pick_busiest(). And calculcate_imbalance() and
5341  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
5342  * to create an effective group imbalance.
5343  *
5344  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
5345  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
5346  * subtle and fragile situation.
5347  */
5348
5349 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
5350 {
5351         return group->sgp->imbalance;
5352 }
5353
5354 /*
5355  * Compute the group capacity.
5356  *
5357  * Avoid the issue where N*frac(smt_power) >= 1 creates 'phantom' cores by
5358  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
5359  * and limit power unit capacity with that.
5360  */
5361 static inline int sg_capacity(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
5362 {
5363         unsigned int capacity, smt, cpus;
5364         unsigned int power, power_orig;
5365
5366         power = group->sgp->power;
5367         power_orig = group->sgp->power_orig;
5368         cpus = group->group_weight;
5369
5370         /* smt := ceil(cpus / power), assumes: 1 < smt_power < 2 */
5371         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_POWER_SCALE * cpus, power_orig);
5372         capacity = cpus / smt; /* cores */
5373
5374         capacity = min_t(unsigned, capacity, DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE));
5375         if (!capacity)
5376                 capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5377
5378         return capacity;
5379 }
5380
5381 /**
5382  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
5383  * @env: The load balancing environment.
5384  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
5385  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
5386  * @local_group: Does group contain this_cpu.
5387  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
5388  */
5389 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
5390                         struct sched_group *group, int load_idx,
5391                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
5392 {
5393         unsigned long nr_running;
5394         unsigned long load;
5395         int i;
5396
5397         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
5398
5399         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5400                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5401
5402                 nr_running = rq->nr_running;
5403
5404                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5405                 if (local_group)
5406                         load = target_load(i, load_idx);
5407                 else
5408                         load = source_load(i, load_idx);
5409
5410                 sgs->group_load += load;
5411                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
5412                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
5413                 if (idle_cpu(i))
5414                         sgs->idle_cpus++;
5415         }
5416
5417         /* Adjust by relative CPU power of the group */
5418         sgs->group_power = group->sgp->power;
5419         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / sgs->group_power;
5420
5421         if (sgs->sum_nr_running)
5422                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
5423
5424         sgs->group_weight = group->group_weight;
5425
5426         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
5427         sgs->group_capacity = sg_capacity(env, group);
5428
5429         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
5430                 sgs->group_has_capacity = 1;
5431 }
5432
5433 /**
5434  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
5435  * @env: The load balancing environment.
5436  * @sds: sched_domain statistics
5437  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
5438  * @sgs: sched_group statistics
5439  *
5440  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
5441  * busiest group.
5442  *
5443  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
5444  * busiest group. %false otherwise.
5445  */
5446 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
5447                                    struct sd_lb_stats *sds,
5448                                    struct sched_group *sg,
5449                                    struct sg_lb_stats *sgs)
5450 {
5451         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
5452                 return false;
5453
5454         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
5455                 return true;
5456
5457         if (sgs->group_imb)
5458                 return true;
5459
5460         /*
5461          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
5462          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
5463          * higher than ourself as busy.
5464          */
5465         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
5466             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
5467                 if (!sds->busiest)
5468                         return true;
5469
5470                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
5471                         return true;
5472         }
5473
5474         return false;
5475 }
5476
5477 /**
5478  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
5479  * @env: The load balancing environment.
5480  * @balance: Should we balance.
5481  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
5482  */
5483 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env,
5484                                         struct sd_lb_stats *sds)
5485 {
5486         struct sched_domain *child = env->sd->child;
5487         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5488         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
5489         int load_idx, prefer_sibling = 0;
5490
5491         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
5492                 prefer_sibling = 1;
5493
5494         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
5495
5496         do {
5497                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
5498                 int local_group;
5499
5500                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
5501                 if (local_group) {
5502                         sds->local = sg;
5503                         sgs = &sds->local_stat;
5504
5505                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
5506                             time_after_eq(jiffies, sg->sgp->next_update))
5507                                 update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
5508                 }
5509
5510                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs);
5511
5512                 if (local_group)
5513                         goto next_group;
5514
5515                 /*
5516                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
5517                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
5518                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
5519                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
5520                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
5521                  * extra check prevents the case where you always pull from the
5522                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
5523                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
5524                  */
5525                 if (prefer_sibling && sds->local &&
5526                     sds->local_stat.group_has_capacity)
5527                         sgs->group_capacity = min(sgs->group_capacity, 1U);
5528
5529                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
5530                         sds->busiest = sg;
5531                         sds->busiest_stat = *sgs;
5532                 }
5533
5534 next_group:
5535                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
5536                 sds->total_load += sgs->group_load;
5537                 sds->total_pwr += sgs->group_power;
5538
5539                 sg = sg->next;
5540         } while (sg != env->sd->groups);
5541 }
5542
5543 /**
5544  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
5545  *                      sched doman.
5546  *
5547  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
5548  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
5549  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
5550  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
5551  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
5552  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
5553  *
5554  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
5555  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
5556  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
5557  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
5558  * number.
5559  *
5560  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
5561  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
5562  *
5563  * @env: The load balancing environment.
5564  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
5565  */
5566 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5567 {
5568         int busiest_cpu;
5569
5570         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
5571                 return 0;
5572
5573         if (!sds->busiest)
5574                 return 0;
5575
5576         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
5577         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
5578                 return 0;
5579
5580         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
5581                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_power,
5582                 SCHED_POWER_SCALE);
5583
5584         return 1;
5585 }
5586
5587 /**
5588  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
5589  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
5590  *                      load balancing.
5591  * @env: The load balancing environment.
5592  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5593  */
5594 static inline
5595 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5596 {
5597         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
5598         unsigned int imbn = 2;
5599         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
5600         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5601
5602         local = &sds->local_stat;
5603         busiest = &sds->busiest_stat;
5604
5605         if (!local->sum_nr_running)
5606                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
5607         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
5608                 imbn = 1;
5609
5610         scaled_busy_load_per_task =
5611                 (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5612                 busiest->group_power;
5613
5614         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
5615             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
5616                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5617                 return;
5618         }
5619
5620         /*
5621          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
5622          * however we may be able to increase total CPU power used by
5623          * moving them.
5624          */
5625
5626         pwr_now += busiest->group_power *
5627                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
5628         pwr_now += local->group_power *
5629                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
5630         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
5631
5632         /* Amount of load we'd subtract */
5633         tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5634                 busiest->group_power;
5635         if (busiest->avg_load > tmp) {
5636                 pwr_move += busiest->group_power *
5637                             min(busiest->load_per_task,
5638                                 busiest->avg_load - tmp);
5639         }
5640
5641         /* Amount of load we'd add */
5642         if (busiest->avg_load * busiest->group_power <
5643             busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) {
5644                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_power) /
5645                       local->group_power;
5646         } else {
5647                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
5648                       local->group_power;
5649         }
5650         pwr_move += local->group_power *
5651                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
5652         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
5653
5654         /* Move if we gain throughput */
5655         if (pwr_move > pwr_now)
5656                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
5657 }
5658
5659 /**
5660  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
5661  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
5662  * @env: load balance environment
5663  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
5664  */
5665 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5666 {
5667         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
5668         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5669
5670         local = &sds->local_stat;
5671         busiest = &sds->busiest_stat;
5672
5673         if (busiest->group_imb) {
5674                 /*
5675                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
5676                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
5677                  */
5678                 busiest->load_per_task =
5679                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
5680         }
5681
5682         /*
5683          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
5684          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
5685          * its cpu_power, while calculating max_load..)
5686          */
5687         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
5688             local->avg_load >= sds->avg_load) {
5689                 env->imbalance = 0;
5690                 return fix_small_imbalance(env, sds);
5691         }
5692
5693         if (!busiest->group_imb) {
5694                 /*
5695                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
5696                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
5697                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
5698                  */
5699                 load_above_capacity =
5700                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity);
5701
5702                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
5703                 load_above_capacity /= busiest->group_power;
5704         }
5705
5706         /*
5707          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
5708          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
5709          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
5710          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
5711          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
5712          * for the minimum possible imbalance.
5713          */
5714         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
5715
5716         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
5717         env->imbalance = min(
5718                 max_pull * busiest->group_power,
5719                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_power
5720         ) / SCHED_POWER_SCALE;
5721
5722         /*
5723          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
5724          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
5725          * a think about bumping its value to force at least one task to be
5726          * moved
5727          */
5728         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
5729                 return fix_small_imbalance(env, sds);
5730 }
5731
5732 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
5733
5734 /**
5735  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
5736  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
5737  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
5738  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
5739  * such a group exists.
5740  *
5741  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
5742  * to restore balance.
5743  *
5744  * @env: The load balancing environment.
5745  *
5746  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
5747  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
5748  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
5749  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
5750  */
5751 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
5752 {
5753         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5754         struct sd_lb_stats sds;
5755
5756         init_sd_lb_stats(&sds);
5757
5758         /*
5759          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
5760          * this level.
5761          */
5762         update_sd_lb_stats(env, &sds);
5763         local = &sds.local_stat;
5764         busiest = &sds.busiest_stat;
5765
5766         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
5767             check_asym_packing(env, &sds))
5768                 return sds.busiest;
5769
5770         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
5771         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
5772                 goto out_balanced;
5773
5774         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
5775
5776         /*
5777          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
5778          * work because they assume all things are equal, which typically
5779          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
5780          */
5781         if (busiest->group_imb)
5782                 goto force_balance;
5783
5784         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
5785         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_capacity &&
5786             !busiest->group_has_capacity)
5787                 goto force_balance;
5788
5789         /*
5790          * If the local group is more busy than the selected busiest group
5791          * don't try and pull any tasks.
5792          */
5793         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
5794                 goto out_balanced;
5795
5796         /*
5797          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
5798          * average load.
5799          */
5800         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
5801                 goto out_balanced;
5802
5803         if (env->idle == CPU_IDLE) {
5804                 /*
5805                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
5806                  * have more tasks than the number of available cpu's and
5807                  * there is no imbalance between this and busiest group
5808                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
5809                  */
5810                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
5811                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
5812                         goto out_balanced;
5813         } else {
5814                 /*
5815                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
5816                  * imbalance_pct to be conservative.
5817                  */
5818                 if (100 * busiest->avg_load <=
5819                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
5820                         goto out_balanced;
5821         }
5822
5823 force_balance:
5824         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
5825         calculate_imbalance(env, &sds);
5826         return sds.busiest;
5827
5828 out_balanced:
5829         env->imbalance = 0;
5830         return NULL;
5831 }
5832
5833 /*
5834  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
5835  */
5836 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
5837                                      struct sched_group *group)
5838 {
5839         struct rq *busiest = NULL, *rq;
5840         unsigned long busiest_load = 0, busiest_power = 1;
5841         int i;
5842
5843         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5844                 unsigned long power = power_of(i);
5845                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
5846                                                            SCHED_POWER_SCALE);
5847                 unsigned long wl;
5848
5849                 if (!capacity)
5850                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5851
5852                 rq = cpu_rq(i);
5853                 wl = weighted_cpuload(i);
5854
5855                 /*
5856                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
5857                  * which is not scaled with the cpu power.
5858                  */
5859                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
5860                         continue;
5861
5862                 /*
5863                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
5864                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
5865                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
5866                  * running at a lower capacity.
5867                  *
5868                  * Thus we're looking for max(wl_i / power_i), crosswise
5869                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
5870                  * to: wl_i * power_j > wl_j * power_i;  where j is our
5871                  * previous maximum.
5872                  */
5873                 if (wl * busiest_power > busiest_load * power) {
5874                         busiest_load = wl;
5875                         busiest_power = power;
5876                         busiest = rq;
5877                 }
5878         }
5879
5880         return busiest;
5881 }
5882
5883 /*
5884  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
5885  * so long as it is large enough.
5886  */
5887 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
5888
5889 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
5890 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5891
5892 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
5893 {
5894         struct sched_domain *sd = env->sd;
5895
5896         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
5897
5898                 /*
5899                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
5900                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
5901                  * lowest numbered CPUs.
5902                  */
5903                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
5904                         return 1;
5905         }
5906
5907         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
5908 }
5909
5910 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
5911
5912 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
5913 {
5914         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5915         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
5916         int cpu, balance_cpu = -1;
5917
5918         /*
5919          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
5920          * to do the newly idle load balance.
5921          */
5922         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5923                 return 1;
5924
5925         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
5926         sg_mask = sched_group_mask(sg);
5927         /* Try to find first idle cpu */
5928         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
5929                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
5930                         continue;
5931
5932                 balance_cpu = cpu;
5933                 break;
5934         }
5935
5936         if (balance_cpu == -1)
5937                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
5938
5939         /*
5940          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
5941          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
5942          */
5943         return balance_cpu == env->dst_cpu;
5944 }
5945
5946 /*
5947  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
5948  * tasks if there is an imbalance.
5949  */
5950 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
5951                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
5952                         int *continue_balancing)
5953 {
5954         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
5955         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
5956         struct sched_group *group;
5957         struct rq *busiest;
5958         unsigned long flags;
5959         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
5960
5961         struct lb_env env = {
5962                 .sd             = sd,
5963                 .dst_cpu        = this_cpu,
5964                 .dst_rq         = this_rq,
5965                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
5966                 .idle           = idle,
5967                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
5968                 .cpus           = cpus,
5969         };
5970
5971         /*
5972          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
5973          * other cpus in our group
5974          */
5975         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5976                 env.dst_grpmask = NULL;
5977
5978         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
5979
5980         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
5981
5982 redo:
5983         if (!should_we_balance(&env)) {
5984                 *continue_balancing = 0;
5985                 goto out_balanced;
5986         }
5987
5988         group = find_busiest_group(&env);
5989         if (!group) {
5990                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
5991                 goto out_balanced;
5992         }
5993
5994         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
5995         if (!busiest) {
5996                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
5997                 goto out_balanced;
5998         }
5999
6000         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6001
6002         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6003
6004         ld_moved = 0;
6005         if (busiest->nr_running > 1) {
6006                 /*
6007                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6008                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6009                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6010                  * correctly treated as an imbalance.
6011                  */
6012                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6013                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6014                 env.src_rq    = busiest;
6015                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6016
6017 more_balance:
6018                 local_irq_save(flags);
6019                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
6020
6021                 /*
6022                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6023                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6024                  */
6025                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
6026                 ld_moved += cur_ld_moved;
6027                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
6028                 local_irq_restore(flags);
6029
6030                 /*
6031                  * some other cpu did the load balance for us.
6032                  */
6033                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
6034                         resched_cpu(env.dst_cpu);
6035
6036                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6037                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6038                         goto more_balance;
6039                 }
6040
6041                 /*
6042                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6043                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6044                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6045                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6046                  * sched_group.
6047                  *
6048                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6049                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6050                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6051                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6052                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6053                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6054                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6055                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6056                  * This however should not happen so much in practice and
6057                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6058                  * excess load moved.
6059                  */
6060                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6061
6062                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6063                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6064
6065                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6066                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6067                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6068                         env.loop         = 0;
6069                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6070
6071                         /*
6072                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6073                          * need to continue with same src_cpu.
6074                          */
6075                         goto more_balance;
6076                 }
6077
6078                 /*
6079                  * We failed to reach balance because of affinity.
6080                  */
6081                 if (sd_parent) {
6082                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgp->imbalance;
6083
6084                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6085                                 *group_imbalance = 1;
6086                         } else if (*group_imbalance)
6087                                 *group_imbalance = 0;
6088                 }
6089
6090                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6091                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6092                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6093                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6094                                 env.loop = 0;
6095                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6096                                 goto redo;
6097                         }
6098                         goto out_balanced;
6099                 }
6100         }
6101
6102         if (!ld_moved) {
6103                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
6104                 /*
6105                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
6106                  * We do not want newidle balance, which can be very
6107                  * frequent, pollute the failure counter causing
6108                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
6109                  */
6110                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
6111                         sd->nr_balance_failed++;
6112
6113                 if (need_active_balance(&env)) {
6114                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6115
6116                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
6117                          * if the curr task on busiest cpu can't be
6118                          * moved to this_cpu
6119                          */
6120                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
6121                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
6122                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
6123                                                             flags);
6124                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6125                                 goto out_one_pinned;
6126                         }
6127
6128                         /*
6129                          * ->active_balance synchronizes accesses to
6130                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
6131                          * only after active load balance is finished.
6132                          */
6133                         if (!busiest->active_balance) {
6134                                 busiest->active_balance = 1;
6135                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
6136                                 active_balance = 1;
6137                         }
6138                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
6139
6140                         if (active_balance) {
6141                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
6142                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
6143                                         &busiest->active_balance_work);
6144                         }
6145
6146                         /*
6147                          * We've kicked active balancing, reset the failure
6148                          * counter.
6149                          */
6150                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
6151                 }
6152         } else
6153                 sd->nr_balance_failed = 0;
6154
6155         if (likely(!active_balance)) {
6156                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
6157                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
6158         } else {
6159                 /*
6160                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
6161                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
6162                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
6163                  * move_tasks).
6164                  */
6165                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
6166                         sd->balance_interval *= 2;
6167         }
6168
6169         goto out;
6170
6171 out_balanced:
6172         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
6173
6174         sd->nr_balance_failed = 0;
6175
6176 out_one_pinned:
6177         /* tune up the balancing interval */
6178         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
6179                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
6180                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
6181                 sd->balance_interval *= 2;
6182
6183         ld_moved = 0;
6184 out:
6185         return ld_moved;
6186 }
6187
6188 /*
6189  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
6190  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
6191  */
6192 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
6193 {
6194         struct sched_domain *sd;
6195         int pulled_task = 0;
6196         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
6197         u64 curr_cost = 0;
6198
6199         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
6200
6201         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
6202                 return;
6203
6204         /*
6205          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
6206          */
6207         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
6208
6209         update_blocked_averages(this_cpu);
6210         rcu_read_lock();
6211         for_each_domain(this_cpu, sd) {
6212                 unsigned long interval;
6213                 int continue_balancing = 1;
6214                 u64 t0, domain_cost;
6215
6216                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6217                         continue;
6218
6219                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
6220                         break;
6221
6222                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
6223                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
6224
6225                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
6226                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
6227                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
6228                                                    &continue_balancing);
6229
6230                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
6231                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
6232                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
6233
6234                         curr_cost += domain_cost;
6235                 }
6236
6237                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6238                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
6239                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6240                 if (pulled_task) {
6241                         this_rq->idle_stamp = 0;
6242                         break;
6243                 }
6244         }
6245         rcu_read_unlock();
6246
6247         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
6248
6249         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
6250                 /*
6251                  * We are going idle. next_balance may be set based on
6252                  * a busy processor. So reset next_balance.
6253                  */
6254                 this_rq->next_balance = next_balance;
6255         }
6256
6257         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
6258                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
6259 }
6260
6261 /*
6262  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
6263  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
6264  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
6265  * avoids physical / logical imbalances.
6266  */
6267 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
6268 {
6269         struct rq *busiest_rq = data;
6270         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
6271         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
6272         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
6273         struct sched_domain *sd;
6274
6275         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
6276
6277         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
6278         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
6279                      !busiest_rq->active_balance))
6280                 goto out_unlock;
6281
6282         /* Is there any task to move? */
6283         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
6284                 goto out_unlock;
6285
6286         /*
6287          * This condition is "impossible", if it occurs
6288          * we need to fix it. Originally reported by
6289          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
6290          */
6291         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
6292
6293         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
6294         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
6295
6296         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
6297         rcu_read_lock();
6298         for_each_domain(target_cpu, sd) {
6299                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
6300                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
6301                                 break;
6302         }
6303
6304         if (likely(sd)) {
6305                 struct lb_env env = {
6306                         .sd             = sd,
6307                         .dst_cpu        = target_cpu,
6308                         .dst_rq         = target_rq,
6309                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
6310                         .src_rq         = busiest_rq,
6311                         .idle           = CPU_IDLE,
6312                 };
6313
6314                 schedstat_inc(sd, alb_count);
6315
6316                 if (move_one_task(&env))
6317                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
6318                 else
6319                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
6320         }
6321         rcu_read_unlock();
6322         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
6323 out_unlock:
6324         busiest_rq->active_balance = 0;
6325         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
6326         return 0;
6327 }
6328
6329 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6330 /*
6331  * idle load balancing details
6332  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
6333  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
6334  *   load balancing for all the idle CPUs.
6335  */
6336 static struct {
6337         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6338         atomic_t nr_cpus;
6339         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6340 } nohz ____cacheline_aligned;
6341
6342 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
6343 {
6344         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
6345
6346         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
6347                 return ilb;
6348
6349         return nr_cpu_ids;
6350 }
6351
6352 /*
6353  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
6354  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
6355  * CPU (if there is one).
6356  */
6357 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
6358 {
6359         int ilb_cpu;
6360
6361         nohz.next_balance++;
6362
6363         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
6364
6365         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
6366                 return;
6367
6368         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
6369                 return;
6370         /*
6371          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
6372          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
6373          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
6374          * will be run before returning from the IPI.
6375          */
6376         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
6377         return;
6378 }
6379
6380 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
6381 {
6382         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
6383                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6384                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
6385                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6386         }
6387 }
6388
6389 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
6390 {
6391         struct sched_domain *sd;
6392
6393         rcu_read_lock();
6394         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
6395
6396         if (!sd || !sd->nohz_idle)
6397                 goto unlock;
6398         sd->nohz_idle = 0;
6399
6400         for (; sd; sd = sd->parent)
6401                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6402 unlock:
6403         rcu_read_unlock();
6404 }
6405
6406 void set_cpu_sd_state_idle(void)
6407 {
6408         struct sched_domain *sd;
6409
6410         rcu_read_lock();
6411         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
6412
6413         if (!sd || sd->nohz_idle)
6414                 goto unlock;
6415         sd->nohz_idle = 1;
6416
6417         for (; sd; sd = sd->parent)
6418                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6419 unlock:
6420         rcu_read_unlock();
6421 }
6422
6423 /*
6424  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
6425  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
6426  */
6427 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
6428 {
6429         /*
6430          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
6431          */
6432         if (!cpu_active(cpu))
6433                 return;
6434
6435         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
6436                 return;
6437
6438         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6439         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
6440         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6441 }
6442
6443 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
6444                                         unsigned long action, void *hcpu)
6445 {
6446         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6447         case CPU_DYING:
6448                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
6449                 return NOTIFY_OK;
6450         default:
6451                 return NOTIFY_DONE;
6452         }
6453 }
6454 #endif
6455
6456 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
6457
6458 /*
6459  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
6460  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
6461  */
6462 void update_max_interval(void)
6463 {
6464         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
6465 }
6466
6467 /*
6468  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
6469  * and initiates a balancing operation if so.
6470  *
6471  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
6472  */
6473 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
6474 {
6475         int continue_balancing = 1;
6476         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6477         unsigned long interval;
6478         struct sched_domain *sd;
6479         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
6480         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
6481         int update_next_balance = 0;
6482         int need_serialize, need_decay = 0;
6483         u64 max_cost = 0;
6484
6485         update_blocked_averages(cpu);
6486
6487         rcu_read_lock();
6488         for_each_domain(cpu, sd) {
6489                 /*
6490                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
6491                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
6492                  */
6493                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
6494                         sd->max_newidle_lb_cost =
6495                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
6496                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
6497                         need_decay = 1;
6498                 }
6499                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
6500
6501                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6502                         continue;
6503
6504                 /*
6505                  * Stop the load balance at this level. There is another
6506                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
6507                  * actively.
6508                  */
6509                 if (!continue_balancing) {
6510                         if (need_decay)
6511                                 continue;
6512                         break;
6513                 }
6514
6515                 interval = sd->balance_interval;
6516                 if (idle != CPU_IDLE)
6517                         interval *= sd->busy_factor;
6518
6519                 /* scale ms to jiffies */
6520                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
6521                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6522
6523                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
6524
6525                 if (need_serialize) {
6526                         if (!spin_trylock(&balancing))
6527                                 goto out;
6528                 }
6529
6530                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
6531                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
6532                                 /*
6533                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
6534                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
6535                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
6536                                  */
6537                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6538                         }
6539                         sd->last_balance = jiffies;
6540                 }
6541                 if (need_serialize)
6542                         spin_unlock(&balancing);
6543 out:
6544                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
6545                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6546                         update_next_balance = 1;
6547                 }
6548         }
6549         if (need_decay) {
6550                 /*
6551                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
6552                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
6553                  */
6554                 rq->max_idle_balance_cost =
6555                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
6556         }
6557         rcu_read_unlock();
6558
6559         /*
6560          * next_balance will be updated only when there is a need.
6561          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
6562          * updated.
6563          */
6564         if (likely(update_next_balance))
6565                 rq->next_balance = next_balance;
6566 }
6567
6568 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6569 /*
6570  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
6571  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
6572  */
6573 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
6574 {
6575         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
6576         struct rq *rq;
6577         int balance_cpu;
6578
6579         if (idle != CPU_IDLE ||
6580             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
6581                 goto end;
6582
6583         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
6584                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
6585                         continue;
6586
6587                 /*
6588                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
6589                  * work being done for other cpus. Next load
6590                  * balancing owner will pick it up.
6591                  */
6592                 if (need_resched())
6593                         break;
6594
6595                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
6596
6597                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
6598                 update_rq_clock(rq);
6599                 update_idle_cpu_load(rq);
6600                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
6601
6602                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
6603
6604                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
6605                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
6606         }
6607         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
6608 end:
6609         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
6610 }
6611
6612 /*
6613  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
6614  * of an idle cpu is the system.
6615  *   - This rq has more than one task.
6616  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
6617  *     busy cpu's exceeding the group's power.
6618  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
6619  *     domain span are idle.
6620  */
6621 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
6622 {
6623         unsigned long now = jiffies;
6624         struct sched_domain *sd;
6625
6626         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
6627                 return 0;
6628
6629        /*
6630         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
6631         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
6632         */
6633         set_cpu_sd_state_busy();
6634         nohz_balance_exit_idle(cpu);
6635
6636         /*
6637          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
6638          * balancing.
6639          */
6640         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
6641                 return 0;
6642
6643         if (time_before(now, nohz.next_balance))
6644                 return 0;
6645
6646         if (rq->nr_running >= 2)
6647                 goto need_kick;
6648
6649         rcu_read_lock();
6650         for_each_domain(cpu, sd) {
6651                 struct sched_group *sg = sd->groups;
6652                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
6653                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
6654
6655                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
6656                         goto need_kick_unlock;
6657
6658                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
6659                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
6660                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
6661                         goto need_kick_unlock;
6662
6663                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
6664                         break;
6665         }
6666         rcu_read_unlock();
6667         return 0;
6668
6669 need_kick_unlock:
6670         rcu_read_unlock();
6671 need_kick:
6672         return 1;
6673 }
6674 #else
6675 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
6676 #endif
6677
6678 /*
6679  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
6680  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
6681  */
6682 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
6683 {
6684         int this_cpu = smp_processor_id();
6685         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
6686         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
6687                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6688
6689         rebalance_domains(this_cpu, idle);
6690
6691         /*
6692          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
6693          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
6694          * stopped.
6695          */
6696         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
6697 }
6698
6699 static inline int on_null_domain(int cpu)
6700 {
6701         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
6702 }
6703
6704 /*
6705  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
6706  */
6707 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
6708 {
6709         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
6710         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
6711             likely(!on_null_domain(cpu)))
6712                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
6713 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6714         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
6715                 nohz_balancer_kick(cpu);
6716 #endif
6717 }
6718
6719 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
6720 {
6721         update_sysctl();
6722 }
6723
6724 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
6725 {
6726         update_sysctl();
6727
6728         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
6729         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
6730 }
6731
6732 #endif /* CONFIG_SMP */
6733
6734 /*
6735  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
6736  */
6737 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
6738 {
6739         struct cfs_rq *cfs_rq;
6740         struct sched_entity *se = &curr->se;
6741
6742         for_each_sched_entity(se) {
6743                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6744                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
6745         }
6746
6747         if (numabalancing_enabled)
6748                 task_tick_numa(rq, curr);
6749
6750         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
6751 }
6752
6753 /*
6754  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
6755  *  - child not yet on the tasklist
6756  *  - preemption disabled
6757  */
6758 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
6759 {
6760         struct cfs_rq *cfs_rq;
6761         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
6762         int this_cpu = smp_processor_id();
6763         struct rq *rq = this_rq();
6764         unsigned long flags;
6765
6766         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6767
6768         update_rq_clock(rq);
6769
6770         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
6771         curr = cfs_rq->curr;
6772
6773         /*
6774          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
6775          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
6776          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
6777          * of child point to valid ones.
6778          */
6779         rcu_read_lock();
6780         __set_task_cpu(p, this_cpu);
6781         rcu_read_unlock();
6782
6783         update_curr(cfs_rq);
6784
6785         if (curr)
6786                 se->vruntime = curr->vruntime;
6787         place_entity(cfs_rq, se, 1);
6788
6789         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
6790                 /*
6791                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
6792                  * 'current' within the tree based on its new key value.
6793                  */
6794                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
6795                 resched_task(rq->curr);
6796         }
6797
6798         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6799
6800         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6801 }
6802
6803 /*
6804  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
6805  * the current task.
6806  */
6807 static void
6808 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
6809 {
6810         if (!p->se.on_rq)
6811                 return;
6812
6813         /*
6814          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
6815          * our priority decreased, or if we are not currently running on
6816          * this runqueue and our priority is higher than the current's
6817          */
6818         if (rq->curr == p) {
6819                 if (p->prio > oldprio)
6820                         resched_task(rq->curr);
6821         } else
6822                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6823 }
6824
6825 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6826 {
6827         struct sched_entity *se = &p->se;
6828         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6829
6830         /*
6831          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
6832          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
6833          * do the right thing.
6834          *
6835          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
6836          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
6837          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
6838          */
6839         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
6840                 /*
6841                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
6842                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
6843                  */
6844                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
6845                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6846         }
6847
6848 #ifdef CONFIG_SMP
6849         /*
6850         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
6851         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
6852         * switch back.
6853         */
6854         if (se->avg.decay_count) {
6855                 __synchronize_entity_decay(se);
6856                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
6857         }
6858 #endif
6859 }
6860
6861 /*
6862  * We switched to the sched_fair class.
6863  */
6864 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6865 {
6866         if (!p->se.on_rq)
6867                 return;
6868
6869         /*
6870          * We were most likely switched from sched_rt, so
6871          * kick off the schedule if running, otherwise just see
6872          * if we can still preempt the current task.
6873          */
6874         if (rq->curr == p)
6875                 resched_task(rq->curr);
6876         else
6877                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6878 }
6879
6880 /* Account for a task changing its policy or group.
6881  *
6882  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
6883  * migrates between groups/classes.
6884  */
6885 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
6886 {
6887         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
6888
6889         for_each_sched_entity(se) {
6890                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6891
6892                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6893                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
6894                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
6895         }
6896 }
6897
6898 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
6899 {
6900         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
6901         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
6902 #ifndef CONFIG_64BIT
6903         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
6904 #endif
6905 #ifdef CONFIG_SMP
6906         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
6907         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
6908 #endif
6909 }
6910
6911 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6912 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
6913 {
6914         struct cfs_rq *cfs_rq;
6915         /*
6916          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
6917          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
6918          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
6919          * bonus in place_entity()).
6920          *
6921          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
6922          * ->vruntime to a relative base.
6923          *
6924          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
6925          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
6926          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
6927          */
6928         /*
6929          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
6930          * But there are some cases where it has already been normalized:
6931          *
6932          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
6933          *   wake_up_new_task().
6934          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
6935          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
6936          *
6937          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
6938          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
6939          */
6940         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
6941                 on_rq = 1;
6942
6943         if (!on_rq)
6944                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
6945         set_task_rq(p, task_cpu(p));
6946         if (!on_rq) {
6947                 cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
6948                 p->se.vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
6949 #ifdef CONFIG_SMP
6950                 /*
6951                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
6952                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
6953                  * decay.
6954                  */
6955                 p->se.avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
6956                 cfs_rq->blocked_load_avg += p->se.avg.load_avg_contrib;
6957 #endif
6958         }
6959 }
6960
6961 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
6962 {
6963         int i;
6964
6965         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
6966
6967         for_each_possible_cpu(i) {
6968                 if (tg->cfs_rq)
6969                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
6970                 if (tg->se)
6971                         kfree(tg->se[i]);
6972         }
6973
6974         kfree(tg->cfs_rq);
6975         kfree(tg->se);
6976 }
6977
6978 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6979 {
6980         struct cfs_rq *cfs_rq;
6981         struct sched_entity *se;
6982         int i;
6983
6984         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
6985         if (!tg->cfs_rq)
6986                 goto err;
6987         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
6988         if (!tg->se)
6989                 goto err;
6990
6991         tg->shares = NICE_0_LOAD;
6992
6993         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
6994
6995         for_each_possible_cpu(i) {
6996                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
6997                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6998                 if (!cfs_rq)
6999                         goto err;
7000
7001                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
7002                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7003                 if (!se)
7004                         goto err_free_rq;
7005
7006                 init_cfs_rq(cfs_rq);
7007                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
7008         }
7009
7010         return 1;
7011
7012 err_free_rq:
7013         kfree(cfs_rq);
7014 err:
7015         return 0;
7016 }
7017
7018 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
7019 {
7020         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7021         unsigned long flags;
7022
7023         /*
7024         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
7025         * check on_list without danger of it being re-added.
7026         */
7027         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
7028                 return;
7029
7030         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7031         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
7032         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7033 }
7034
7035 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
7036                         struct sched_entity *se, int cpu,
7037                         struct sched_entity *parent)
7038 {
7039         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7040
7041         cfs_rq->tg = tg;
7042         cfs_rq->rq = rq;
7043         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
7044
7045         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
7046         tg->se[cpu] = se;
7047
7048         /* se could be NULL for root_task_group */
7049         if (!se)
7050                 return;
7051
7052         if (!parent)
7053                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
7054         else
7055                 se->cfs_rq = parent->my_q;
7056
7057         se->my_q = cfs_rq;
7058         update_load_set(&se->load, 0);
7059         se->parent = parent;
7060 }
7061
7062 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
7063
7064 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
7065 {
7066         int i;
7067         unsigned long flags;
7068
7069         /*
7070          * We can't change the weight of the root cgroup.
7071          */
7072         if (!tg->se[0])
7073                 return -EINVAL;
7074
7075         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
7076
7077         mutex_lock(&shares_mutex);
7078         if (tg->shares == shares)
7079                 goto done;
7080
7081         tg->shares = shares;
7082         for_each_possible_cpu(i) {
7083                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7084                 struct sched_entity *se;
7085
7086                 se = tg->se[i];
7087                 /* Propagate contribution to hierarchy */
7088                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7089
7090                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
7091                 update_rq_clock(rq);
7092                 for_each_sched_entity(se)
7093                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
7094                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7095         }
7096
7097 done:
7098         mutex_unlock(&shares_mutex);
7099         return 0;
7100 }
7101 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7102
7103 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
7104
7105 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7106 {
7107         return 1;
7108 }
7109
7110 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
7111
7112 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7113
7114
7115 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
7116 {
7117         struct sched_entity *se = &task->se;
7118         unsigned int rr_interval = 0;
7119
7120         /*
7121          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
7122          * idle runqueue:
7123          */
7124         if (rq->cfs.load.weight)
7125                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
7126
7127         return rr_interval;
7128 }
7129
7130 /*
7131  * All the scheduling class methods:
7132  */
7133 const struct sched_class fair_sched_class = {
7134         .next                   = &idle_sched_class,
7135         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
7136         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
7137         .yield_task             = yield_task_fair,
7138         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
7139
7140         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
7141
7142         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
7143         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
7144
7145 #ifdef CONFIG_SMP
7146         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
7147         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
7148
7149         .rq_online              = rq_online_fair,
7150         .rq_offline             = rq_offline_fair,
7151
7152         .task_waking            = task_waking_fair,
7153 #endif
7154
7155         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
7156         .task_tick              = task_tick_fair,
7157         .task_fork              = task_fork_fair,
7158
7159         .prio_changed           = prio_changed_fair,
7160         .switched_from          = switched_from_fair,
7161         .switched_to            = switched_to_fair,
7162
7163         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
7164
7165 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7166         .task_move_group        = task_move_group_fair,
7167 #endif
7168 };
7169
7170 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7171 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
7172 {
7173         struct cfs_rq *cfs_rq;
7174
7175         rcu_read_lock();
7176         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
7177                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
7178         rcu_read_unlock();
7179 }
7180 #endif
7181
7182 __init void init_sched_fair_class(void)
7183 {
7184 #ifdef CONFIG_SMP
7185         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
7186
7187 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7188         nohz.next_balance = jiffies;
7189         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
7190         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
7191 #endif
7192 #endif /* SMP */
7193
7194 }