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