]> rtime.felk.cvut.cz Git - linux-imx.git/blob - kernel/sched/fair.c
Merge tag 'spi-v3.11-rc4' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/broonie/spi
[linux-imx.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 inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
685
686 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
687 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
688 {
689         u32 slice;
690
691         p->se.avg.decay_count = 0;
692         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
693         p->se.avg.runnable_avg_sum = slice;
694         p->se.avg.runnable_avg_period = slice;
695         __update_task_entity_contrib(&p->se);
696 }
697 #else
698 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
699 {
700 }
701 #endif
702
703 /*
704  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
705  * are not in our scheduling class.
706  */
707 static inline void
708 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
709               unsigned long delta_exec)
710 {
711         unsigned long delta_exec_weighted;
712
713         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
714                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
715
716         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
717         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
718         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
719
720         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
721         update_min_vruntime(cfs_rq);
722 }
723
724 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
725 {
726         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
727         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
728         unsigned long delta_exec;
729
730         if (unlikely(!curr))
731                 return;
732
733         /*
734          * Get the amount of time the current task was running
735          * since the last time we changed load (this cannot
736          * overflow on 32 bits):
737          */
738         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
739         if (!delta_exec)
740                 return;
741
742         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
743         curr->exec_start = now;
744
745         if (entity_is_task(curr)) {
746                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
747
748                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
749                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
750                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
751         }
752
753         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
754 }
755
756 static inline void
757 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
758 {
759         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
760 }
761
762 /*
763  * Task is being enqueued - update stats:
764  */
765 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
766 {
767         /*
768          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
769          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
770          */
771         if (se != cfs_rq->curr)
772                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
773 }
774
775 static void
776 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
777 {
778         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
779                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
780         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
781         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
782                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
783 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
784         if (entity_is_task(se)) {
785                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
786                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
787         }
788 #endif
789         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
790 }
791
792 static inline void
793 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
794 {
795         /*
796          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
797          * waiting task:
798          */
799         if (se != cfs_rq->curr)
800                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
801 }
802
803 /*
804  * We are picking a new current task - update its stats:
805  */
806 static inline void
807 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
808 {
809         /*
810          * We are starting a new run period:
811          */
812         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
813 }
814
815 /**************************************************
816  * Scheduling class queueing methods:
817  */
818
819 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
820 /*
821  * numa task sample period in ms
822  */
823 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 100;
824 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 100*50;
825 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_reset = 100*600;
826
827 /* Portion of address space to scan in MB */
828 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
829
830 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
831 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
832
833 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
834 {
835         int seq;
836
837         if (!p->mm)     /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
838                 return;
839         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
840         if (p->numa_scan_seq == seq)
841                 return;
842         p->numa_scan_seq = seq;
843
844         /* FIXME: Scheduling placement policy hints go here */
845 }
846
847 /*
848  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
849  */
850 void task_numa_fault(int node, int pages, bool migrated)
851 {
852         struct task_struct *p = current;
853
854         if (!numabalancing_enabled)
855                 return;
856
857         /* FIXME: Allocate task-specific structure for placement policy here */
858
859         /*
860          * If pages are properly placed (did not migrate) then scan slower.
861          * This is reset periodically in case of phase changes
862          */
863         if (!migrated)
864                 p->numa_scan_period = min(sysctl_numa_balancing_scan_period_max,
865                         p->numa_scan_period + jiffies_to_msecs(10));
866
867         task_numa_placement(p);
868 }
869
870 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
871 {
872         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
873         p->mm->numa_scan_offset = 0;
874 }
875
876 /*
877  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
878  * Triggered from task_tick_numa().
879  */
880 void task_numa_work(struct callback_head *work)
881 {
882         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
883         struct task_struct *p = current;
884         struct mm_struct *mm = p->mm;
885         struct vm_area_struct *vma;
886         unsigned long start, end;
887         long pages;
888
889         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
890
891         work->next = work; /* protect against double add */
892         /*
893          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
894          *
895          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
896          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
897          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
898          * work.
899          */
900         if (p->flags & PF_EXITING)
901                 return;
902
903         /*
904          * We do not care about task placement until a task runs on a node
905          * other than the first one used by the address space. This is
906          * largely because migrations are driven by what CPU the task
907          * is running on. If it's never scheduled on another node, it'll
908          * not migrate so why bother trapping the fault.
909          */
910         if (mm->first_nid == NUMA_PTE_SCAN_INIT)
911                 mm->first_nid = numa_node_id();
912         if (mm->first_nid != NUMA_PTE_SCAN_ACTIVE) {
913                 /* Are we running on a new node yet? */
914                 if (numa_node_id() == mm->first_nid &&
915                     !sched_feat_numa(NUMA_FORCE))
916                         return;
917
918                 mm->first_nid = NUMA_PTE_SCAN_ACTIVE;
919         }
920
921         /*
922          * Reset the scan period if enough time has gone by. Objective is that
923          * scanning will be reduced if pages are properly placed. As tasks
924          * can enter different phases this needs to be re-examined. Lacking
925          * proper tracking of reference behaviour, this blunt hammer is used.
926          */
927         migrate = mm->numa_next_reset;
928         if (time_after(now, migrate)) {
929                 p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_min;
930                 next_scan = now + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_period_reset);
931                 xchg(&mm->numa_next_reset, next_scan);
932         }
933
934         /*
935          * Enforce maximal scan/migration frequency..
936          */
937         migrate = mm->numa_next_scan;
938         if (time_before(now, migrate))
939                 return;
940
941         if (p->numa_scan_period == 0)
942                 p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_min;
943
944         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
945         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
946                 return;
947
948         /*
949          * Do not set pte_numa if the current running node is rate-limited.
950          * This loses statistics on the fault but if we are unwilling to
951          * migrate to this node, it is less likely we can do useful work
952          */
953         if (migrate_ratelimited(numa_node_id()))
954                 return;
955
956         start = mm->numa_scan_offset;
957         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
958         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
959         if (!pages)
960                 return;
961
962         down_read(&mm->mmap_sem);
963         vma = find_vma(mm, start);
964         if (!vma) {
965                 reset_ptenuma_scan(p);
966                 start = 0;
967                 vma = mm->mmap;
968         }
969         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
970                 if (!vma_migratable(vma))
971                         continue;
972
973                 /* Skip small VMAs. They are not likely to be of relevance */
974                 if (vma->vm_end - vma->vm_start < HPAGE_SIZE)
975                         continue;
976
977                 do {
978                         start = max(start, vma->vm_start);
979                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
980                         end = min(end, vma->vm_end);
981                         pages -= change_prot_numa(vma, start, end);
982
983                         start = end;
984                         if (pages <= 0)
985                                 goto out;
986                 } while (end != vma->vm_end);
987         }
988
989 out:
990         /*
991          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few VMAs are
992          * not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we would find the
993          * !migratable VMA on the next scan but not reset the scanner to the start
994          * so check it now.
995          */
996         if (vma)
997                 mm->numa_scan_offset = start;
998         else
999                 reset_ptenuma_scan(p);
1000         up_read(&mm->mmap_sem);
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Drive the periodic memory faults..
1005  */
1006 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1007 {
1008         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1009         u64 period, now;
1010
1011         /*
1012          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
1013          */
1014         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
1015                 return;
1016
1017         /*
1018          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
1019          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
1020          * task needs to have done some actual work before we bother with
1021          * NUMA placement.
1022          */
1023         now = curr->se.sum_exec_runtime;
1024         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
1025
1026         if (now - curr->node_stamp > period) {
1027                 if (!curr->node_stamp)
1028                         curr->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_min;
1029                 curr->node_stamp = now;
1030
1031                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
1032                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
1033                         task_work_add(curr, work, true);
1034                 }
1035         }
1036 }
1037 #else
1038 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1039 {
1040 }
1041 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1042
1043 static void
1044 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1045 {
1046         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1047         if (!parent_entity(se))
1048                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1049 #ifdef CONFIG_SMP
1050         if (entity_is_task(se))
1051                 list_add(&se->group_node, &rq_of(cfs_rq)->cfs_tasks);
1052 #endif
1053         cfs_rq->nr_running++;
1054 }
1055
1056 static void
1057 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1058 {
1059         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1060         if (!parent_entity(se))
1061                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1062         if (entity_is_task(se))
1063                 list_del_init(&se->group_node);
1064         cfs_rq->nr_running--;
1065 }
1066
1067 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1068 # ifdef CONFIG_SMP
1069 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
1070 {
1071         long tg_weight;
1072
1073         /*
1074          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
1075          * to gain a more accurate current total weight. See
1076          * update_cfs_rq_load_contribution().
1077          */
1078         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
1079         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1080         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
1081
1082         return tg_weight;
1083 }
1084
1085 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1086 {
1087         long tg_weight, load, shares;
1088
1089         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
1090         load = cfs_rq->load.weight;
1091
1092         shares = (tg->shares * load);
1093         if (tg_weight)
1094                 shares /= tg_weight;
1095
1096         if (shares < MIN_SHARES)
1097                 shares = MIN_SHARES;
1098         if (shares > tg->shares)
1099                 shares = tg->shares;
1100
1101         return shares;
1102 }
1103 # else /* CONFIG_SMP */
1104 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1105 {
1106         return tg->shares;
1107 }
1108 # endif /* CONFIG_SMP */
1109 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
1110                             unsigned long weight)
1111 {
1112         if (se->on_rq) {
1113                 /* commit outstanding execution time */
1114                 if (cfs_rq->curr == se)
1115                         update_curr(cfs_rq);
1116                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1117         }
1118
1119         update_load_set(&se->load, weight);
1120
1121         if (se->on_rq)
1122                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1123 }
1124
1125 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
1126
1127 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1128 {
1129         struct task_group *tg;
1130         struct sched_entity *se;
1131         long shares;
1132
1133         tg = cfs_rq->tg;
1134         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1135         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1136                 return;
1137 #ifndef CONFIG_SMP
1138         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
1139                 return;
1140 #endif
1141         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
1142
1143         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
1144 }
1145 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1146 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1147 {
1148 }
1149 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1150
1151 #ifdef CONFIG_SMP
1152 /*
1153  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
1154  * Note: The tables below are dependent on this value.
1155  */
1156 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
1157 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
1158 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
1159
1160 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
1161 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
1162         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
1163         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
1164         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
1165         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
1166         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
1167         0x85aac367, 0x82cd8698,
1168 };
1169
1170 /*
1171  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
1172  * over-estimates when re-combining.
1173  */
1174 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
1175             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
1176          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
1177         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
1178 };
1179
1180 /*
1181  * Approximate:
1182  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
1183  */
1184 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
1185 {
1186         unsigned int local_n;
1187
1188         if (!n)
1189                 return val;
1190         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
1191                 return 0;
1192
1193         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
1194         local_n = n;
1195
1196         /*
1197          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
1198          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
1199          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
1200          *
1201          * To achieve constant time decay_load.
1202          */
1203         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
1204                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
1205                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
1206         }
1207
1208         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
1209         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
1210         return val >> 32;
1211 }
1212
1213 /*
1214  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
1215  * average will be: \Sum 1024*y^n
1216  *
1217  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
1218  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
1219  */
1220 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
1221 {
1222         u32 contrib = 0;
1223
1224         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
1225                 return runnable_avg_yN_sum[n];
1226         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
1227                 return LOAD_AVG_MAX;
1228
1229         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
1230         do {
1231                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
1232                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
1233
1234                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
1235         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
1236
1237         contrib = decay_load(contrib, n);
1238         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
1239 }
1240
1241 /*
1242  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
1243  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
1244  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
1245  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
1246  *
1247  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
1248  *      p0            p1           p2
1249  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
1250  *
1251  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
1252  *
1253  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
1254  * following representation of historical load:
1255  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
1256  *
1257  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
1258  *   y^32 = 0.5
1259  *
1260  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
1261  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
1262  * (u_0).
1263  *
1264  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
1265  * sum again by y is sufficient to update:
1266  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
1267  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
1268  */
1269 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
1270                                                         struct sched_avg *sa,
1271                                                         int runnable)
1272 {
1273         u64 delta, periods;
1274         u32 runnable_contrib;
1275         int delta_w, decayed = 0;
1276
1277         delta = now - sa->last_runnable_update;
1278         /*
1279          * This should only happen when time goes backwards, which it
1280          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
1281          */
1282         if ((s64)delta < 0) {
1283                 sa->last_runnable_update = now;
1284                 return 0;
1285         }
1286
1287         /*
1288          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
1289          * approximation of 1us and fast to compute.
1290          */
1291         delta >>= 10;
1292         if (!delta)
1293                 return 0;
1294         sa->last_runnable_update = now;
1295
1296         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
1297         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
1298         if (delta + delta_w >= 1024) {
1299                 /* period roll-over */
1300                 decayed = 1;
1301
1302                 /*
1303                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
1304                  * out how much from delta we need to complete the current
1305                  * period and accrue it.
1306                  */
1307                 delta_w = 1024 - delta_w;
1308                 if (runnable)
1309                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
1310                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
1311
1312                 delta -= delta_w;
1313
1314                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
1315                 periods = delta / 1024;
1316                 delta %= 1024;
1317
1318                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
1319                                                   periods + 1);
1320                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
1321                                                      periods + 1);
1322
1323                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
1324                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
1325                 if (runnable)
1326                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
1327                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
1328         }
1329
1330         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
1331         if (runnable)
1332                 sa->runnable_avg_sum += delta;
1333         sa->runnable_avg_period += delta;
1334
1335         return decayed;
1336 }
1337
1338 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
1339 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
1340 {
1341         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1342         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1343
1344         decays -= se->avg.decay_count;
1345         if (!decays)
1346                 return 0;
1347
1348         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
1349         se->avg.decay_count = 0;
1350
1351         return decays;
1352 }
1353
1354 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1355 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1356                                                  int force_update)
1357 {
1358         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1359         long tg_contrib;
1360
1361         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
1362         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1363
1364         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
1365                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
1366                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
1367         }
1368 }
1369
1370 /*
1371  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
1372  * representation for computing load contributions.
1373  */
1374 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1375                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
1376 {
1377         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1378         long contrib;
1379
1380         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
1381         contrib = div_u64(sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
1382                           sa->runnable_avg_period + 1);
1383         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
1384
1385         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
1386                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
1387                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
1388         }
1389 }
1390
1391 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1392 {
1393         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1394         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1395         int runnable_avg;
1396
1397         u64 contrib;
1398
1399         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
1400         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
1401                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
1402
1403         /*
1404          * For group entities we need to compute a correction term in the case
1405          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
1406          * load as a task of equal weight.
1407          *
1408          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
1409          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
1410          * lower-bound on the true value.
1411          *
1412          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
1413          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
1414          * understating by the aggregate of their overlap.
1415          *
1416          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
1417          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
1418          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
1419          *
1420          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
1421          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
1422          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
1423          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
1424          * our upper bound of 1-cpu.
1425          */
1426         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
1427         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
1428                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
1429                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
1430         }
1431 }
1432 #else
1433 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1434                                                  int force_update) {}
1435 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1436                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1437 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
1438 #endif
1439
1440 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1441 {
1442         u32 contrib;
1443
1444         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
1445         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
1446         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
1447         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
1448 }
1449
1450 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
1451 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
1452 {
1453         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
1454
1455         if (entity_is_task(se)) {
1456                 __update_task_entity_contrib(se);
1457         } else {
1458                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
1459                 __update_group_entity_contrib(se);
1460         }
1461
1462         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
1463 }
1464
1465 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1466                                                  long load_contrib)
1467 {
1468         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
1469                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
1470         else
1471                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
1472 }
1473
1474 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
1475
1476 /* Update a sched_entity's runnable average */
1477 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
1478                                           int update_cfs_rq)
1479 {
1480         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1481         long contrib_delta;
1482         u64 now;
1483
1484         /*
1485          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
1486          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
1487          */
1488         if (entity_is_task(se))
1489                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
1490         else
1491                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
1492
1493         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
1494                 return;
1495
1496         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
1497
1498         if (!update_cfs_rq)
1499                 return;
1500
1501         if (se->on_rq)
1502                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
1503         else
1504                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
1509  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
1510  */
1511 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
1512 {
1513         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
1514         u64 decays;
1515
1516         decays = now - cfs_rq->last_decay;
1517         if (!decays && !force_update)
1518                 return;
1519
1520         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
1521                 unsigned long removed_load;
1522                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
1523                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
1524         }
1525
1526         if (decays) {
1527                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
1528                                                       decays);
1529                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
1530                 cfs_rq->last_decay = now;
1531         }
1532
1533         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
1534 }
1535
1536 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
1537 {
1538         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
1539         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
1540 }
1541
1542 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
1543 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1544                                                   struct sched_entity *se,
1545                                                   int wakeup)
1546 {
1547         /*
1548          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
1549          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
1550          * accumulated while sleeping.
1551          *
1552          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
1553          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
1554          * constructed load_avg_contrib.
1555          */
1556         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
1557                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1558                 if (se->avg.decay_count) {
1559                         /*
1560                          * In a wake-up migration we have to approximate the
1561                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
1562                          * clock_task between the two cpus, and it is not
1563                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
1564                          * approximate this using our carried decays, which are
1565                          * explicitly atomically readable.
1566                          */
1567                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
1568                                                         << 20;
1569                         update_entity_load_avg(se, 0);
1570                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
1571                         se->avg.decay_count = 0;
1572                 }
1573                 wakeup = 0;
1574         } else {
1575                 /*
1576                  * Task re-woke on same cpu (or else migrate_task_rq_fair()
1577                  * would have made count negative); we must be careful to avoid
1578                  * double-accounting blocked time after synchronizing decays.
1579                  */
1580                 se->avg.last_runnable_update += __synchronize_entity_decay(se)
1581                                                         << 20;
1582         }
1583
1584         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
1585         if (wakeup) {
1586                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
1587                 update_entity_load_avg(se, 0);
1588         }
1589
1590         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
1591         /* we force update consideration on load-balancer moves */
1592         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
1593 }
1594
1595 /*
1596  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
1597  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
1598  * blocked_load_avg.
1599  */
1600 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1601                                                   struct sched_entity *se,
1602                                                   int sleep)
1603 {
1604         update_entity_load_avg(se, 1);
1605         /* we force update consideration on load-balancer moves */
1606         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
1607
1608         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
1609         if (sleep) {
1610                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
1611                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1612         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
1613 }
1614
1615 /*
1616  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
1617  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
1618  * be the only way to update the runnable statistic.
1619  */
1620 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
1621 {
1622         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
1623 }
1624
1625 /*
1626  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
1627  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
1628  * be the only way to update the runnable statistic.
1629  */
1630 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
1631 {
1632         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
1633 }
1634
1635 #else
1636 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
1637                                           int update_cfs_rq) {}
1638 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
1639 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1640                                            struct sched_entity *se,
1641                                            int wakeup) {}
1642 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1643                                            struct sched_entity *se,
1644                                            int sleep) {}
1645 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
1646                                               int force_update) {}
1647 #endif
1648
1649 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1650 {
1651 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1652         struct task_struct *tsk = NULL;
1653
1654         if (entity_is_task(se))
1655                 tsk = task_of(se);
1656
1657         if (se->statistics.sleep_start) {
1658                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
1659
1660                 if ((s64)delta < 0)
1661                         delta = 0;
1662
1663                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
1664                         se->statistics.sleep_max = delta;
1665
1666                 se->statistics.sleep_start = 0;
1667                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1668
1669                 if (tsk) {
1670                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
1671                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
1672                 }
1673         }
1674         if (se->statistics.block_start) {
1675                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
1676
1677                 if ((s64)delta < 0)
1678                         delta = 0;
1679
1680                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
1681                         se->statistics.block_max = delta;
1682
1683                 se->statistics.block_start = 0;
1684                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1685
1686                 if (tsk) {
1687                         if (tsk->in_iowait) {
1688                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
1689                                 se->statistics.iowait_count++;
1690                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
1691                         }
1692
1693                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
1694
1695                         /*
1696                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
1697                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
1698                          * amount of time that the task spent sleeping:
1699                          */
1700                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
1701                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
1702                                                 (void *)get_wchan(tsk),
1703                                                 delta >> 20);
1704                         }
1705                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
1706                 }
1707         }
1708 #endif
1709 }
1710
1711 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1712 {
1713 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1714         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
1715
1716         if (d < 0)
1717                 d = -d;
1718
1719         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
1720                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
1721 #endif
1722 }
1723
1724 static void
1725 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
1726 {
1727         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
1728
1729         /*
1730          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
1731          * however the extra weight of the new task will slow them down a
1732          * little, place the new task so that it fits in the slot that
1733          * stays open at the end.
1734          */
1735         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
1736                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
1737
1738         /* sleeps up to a single latency don't count. */
1739         if (!initial) {
1740                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
1741
1742                 /*
1743                  * Halve their sleep time's effect, to allow
1744                  * for a gentler effect of sleepers:
1745                  */
1746                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
1747                         thresh >>= 1;
1748
1749                 vruntime -= thresh;
1750         }
1751
1752         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
1753         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
1754 }
1755
1756 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
1757
1758 static void
1759 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1760 {
1761         /*
1762          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
1763          * through calling update_curr().
1764          */
1765         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
1766                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
1767
1768         /*
1769          * Update run-time statistics of the 'current'.
1770          */
1771         update_curr(cfs_rq);
1772         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1773         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1774         update_cfs_shares(cfs_rq);
1775
1776         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1777                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
1778                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1779         }
1780
1781         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1782         check_spread(cfs_rq, se);
1783         if (se != cfs_rq->curr)
1784                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1785         se->on_rq = 1;
1786
1787         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
1788                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
1789                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
1790         }
1791 }
1792
1793 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
1794 {
1795         for_each_sched_entity(se) {
1796                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1797                 if (cfs_rq->last == se)
1798                         cfs_rq->last = NULL;
1799                 else
1800                         break;
1801         }
1802 }
1803
1804 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
1805 {
1806         for_each_sched_entity(se) {
1807                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1808                 if (cfs_rq->next == se)
1809                         cfs_rq->next = NULL;
1810                 else
1811                         break;
1812         }
1813 }
1814
1815 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
1816 {
1817         for_each_sched_entity(se) {
1818                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1819                 if (cfs_rq->skip == se)
1820                         cfs_rq->skip = NULL;
1821                 else
1822                         break;
1823         }
1824 }
1825
1826 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1827 {
1828         if (cfs_rq->last == se)
1829                 __clear_buddies_last(se);
1830
1831         if (cfs_rq->next == se)
1832                 __clear_buddies_next(se);
1833
1834         if (cfs_rq->skip == se)
1835                 __clear_buddies_skip(se);
1836 }
1837
1838 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1839
1840 static void
1841 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1842 {
1843         /*
1844          * Update run-time statistics of the 'current'.
1845          */
1846         update_curr(cfs_rq);
1847         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1848
1849         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
1850         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
1851 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1852                 if (entity_is_task(se)) {
1853                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
1854
1855                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1856                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
1857                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1858                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
1859                 }
1860 #endif
1861         }
1862
1863         clear_buddies(cfs_rq, se);
1864
1865         if (se != cfs_rq->curr)
1866                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1867         se->on_rq = 0;
1868         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1869
1870         /*
1871          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
1872          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
1873          * movement in our normalized position.
1874          */
1875         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
1876                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1877
1878         /* return excess runtime on last dequeue */
1879         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1880
1881         update_min_vruntime(cfs_rq);
1882         update_cfs_shares(cfs_rq);
1883 }
1884
1885 /*
1886  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1887  */
1888 static void
1889 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
1890 {
1891         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
1892         struct sched_entity *se;
1893         s64 delta;
1894
1895         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
1896         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
1897         if (delta_exec > ideal_runtime) {
1898                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1899                 /*
1900                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
1901                  * re-elected due to buddy favours.
1902                  */
1903                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
1904                 return;
1905         }
1906
1907         /*
1908          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
1909          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
1910          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
1911          */
1912         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
1913                 return;
1914
1915         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1916         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
1917
1918         if (delta < 0)
1919                 return;
1920
1921         if (delta > ideal_runtime)
1922                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1923 }
1924
1925 static void
1926 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1927 {
1928         /* 'current' is not kept within the tree. */
1929         if (se->on_rq) {
1930                 /*
1931                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
1932                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
1933                  * runqueue.
1934                  */
1935                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1936                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1937         }
1938
1939         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
1940         cfs_rq->curr = se;
1941 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1942         /*
1943          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
1944          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
1945          * when there are only lesser-weight tasks around):
1946          */
1947         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
1948                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
1949                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
1950         }
1951 #endif
1952         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
1953 }
1954
1955 static int
1956 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
1957
1958 /*
1959  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
1960  * 1) keep things fair between processes/task groups
1961  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
1962  * 3) pick the "last" process, for cache locality
1963  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
1964  */
1965 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
1966 {
1967         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1968         struct sched_entity *left = se;
1969
1970         /*
1971          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
1972          * be done without getting too unfair.
1973          */
1974         if (cfs_rq->skip == se) {
1975                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
1976                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
1977                         se = second;
1978         }
1979
1980         /*
1981          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
1982          */
1983         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
1984                 se = cfs_rq->last;
1985
1986         /*
1987          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
1988          */
1989         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
1990                 se = cfs_rq->next;
1991
1992         clear_buddies(cfs_rq, se);
1993
1994         return se;
1995 }
1996
1997 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1998
1999 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
2000 {
2001         /*
2002          * If still on the runqueue then deactivate_task()
2003          * was not called and update_curr() has to be done:
2004          */
2005         if (prev->on_rq)
2006                 update_curr(cfs_rq);
2007
2008         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
2009         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2010
2011         check_spread(cfs_rq, prev);
2012         if (prev->on_rq) {
2013                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
2014                 /* Put 'current' back into the tree. */
2015                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
2016                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
2017                 update_entity_load_avg(prev, 1);
2018         }
2019         cfs_rq->curr = NULL;
2020 }
2021
2022 static void
2023 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
2024 {
2025         /*
2026          * Update run-time statistics of the 'current'.
2027          */
2028         update_curr(cfs_rq);
2029
2030         /*
2031          * Ensure that runnable average is periodically updated.
2032          */
2033         update_entity_load_avg(curr, 1);
2034         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
2035
2036 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2037         /*
2038          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
2039          * validating it and just reschedule.
2040          */
2041         if (queued) {
2042                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2043                 return;
2044         }
2045         /*
2046          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
2047          */
2048         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
2049                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
2050                 return;
2051 #endif
2052
2053         if (cfs_rq->nr_running > 1)
2054                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
2055 }
2056
2057
2058 /**************************************************
2059  * CFS bandwidth control machinery
2060  */
2061
2062 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
2063
2064 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
2065 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
2066
2067 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
2068 {
2069         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
2070 }
2071
2072 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
2073 {
2074         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
2075         if (enabled && !was_enabled)
2076                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
2077         else if (!enabled && was_enabled)
2078                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
2079 }
2080 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
2081 static bool cfs_bandwidth_used(void)
2082 {
2083         return true;
2084 }
2085
2086 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
2087 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
2088
2089 /*
2090  * default period for cfs group bandwidth.
2091  * default: 0.1s, units: nanoseconds
2092  */
2093 static inline u64 default_cfs_period(void)
2094 {
2095         return 100000000ULL;
2096 }
2097
2098 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
2099 {
2100         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
2101 }
2102
2103 /*
2104  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
2105  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
2106  * additional synchronization around rq->lock.
2107  *
2108  * requires cfs_b->lock
2109  */
2110 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2111 {
2112         u64 now;
2113
2114         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2115                 return;
2116
2117         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
2118         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
2119         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
2120 }
2121
2122 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2123 {
2124         return &tg->cfs_bandwidth;
2125 }
2126
2127 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
2128 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2129 {
2130         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
2131                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
2132
2133         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
2134 }
2135
2136 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
2137 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2138 {
2139         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2140         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
2141         u64 amount = 0, min_amount, expires;
2142
2143         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
2144         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
2145
2146         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2147         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2148                 amount = min_amount;
2149         else {
2150                 /*
2151                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
2152                  * period must have elapsed since the last consumption.
2153                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
2154                  * active.
2155                  */
2156                 if (!cfs_b->timer_active) {
2157                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2158                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
2159                 }
2160
2161                 if (cfs_b->runtime > 0) {
2162                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
2163                         cfs_b->runtime -= amount;
2164                         cfs_b->idle = 0;
2165                 }
2166         }
2167         expires = cfs_b->runtime_expires;
2168         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2169
2170         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
2171         /*
2172          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
2173          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
2174          * issued.
2175          */
2176         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
2177                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2178
2179         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
2180 }
2181
2182 /*
2183  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
2184  * fact that rq->clock snapshots this value.
2185  */
2186 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2187 {
2188         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2189
2190         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
2191         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
2192                 return;
2193
2194         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
2195                 return;
2196
2197         /*
2198          * If the local deadline has passed we have to consider the
2199          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
2200          * has not truly expired.
2201          *
2202          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
2203          * whether the global deadline has advanced.
2204          */
2205
2206         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
2207                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
2208                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
2209         } else {
2210                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
2211                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
2212         }
2213 }
2214
2215 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2216                                      unsigned long delta_exec)
2217 {
2218         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
2219         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
2220         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2221
2222         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2223                 return;
2224
2225         /*
2226          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
2227          * hierarchy can be throttled
2228          */
2229         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
2230                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2231 }
2232
2233 static __always_inline
2234 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
2235 {
2236         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
2237                 return;
2238
2239         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
2240 }
2241
2242 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2243 {
2244         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
2245 }
2246
2247 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
2248 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2249 {
2250         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
2251 }
2252
2253 /*
2254  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
2255  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
2256  * load-balance operations.
2257  */
2258 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2259                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2260 {
2261         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
2262
2263         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
2264         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
2265
2266         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
2267                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
2268 }
2269
2270 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
2271 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
2272 {
2273         struct rq *rq = data;
2274         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2275
2276         cfs_rq->throttle_count--;
2277 #ifdef CONFIG_SMP
2278         if (!cfs_rq->throttle_count) {
2279                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
2280                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
2281                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
2282         }
2283 #endif
2284
2285         return 0;
2286 }
2287
2288 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
2289 {
2290         struct rq *rq = data;
2291         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2292
2293         /* group is entering throttled state, stop time */
2294         if (!cfs_rq->throttle_count)
2295                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
2296         cfs_rq->throttle_count++;
2297
2298         return 0;
2299 }
2300
2301 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2302 {
2303         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2304         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2305         struct sched_entity *se;
2306         long task_delta, dequeue = 1;
2307
2308         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2309
2310         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
2311         rcu_read_lock();
2312         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
2313         rcu_read_unlock();
2314
2315         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2316         for_each_sched_entity(se) {
2317                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
2318                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
2319                 if (!se->on_rq)
2320                         break;
2321
2322                 if (dequeue)
2323                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
2324                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
2325
2326                 if (qcfs_rq->load.weight)
2327                         dequeue = 0;
2328         }
2329
2330         if (!se)
2331                 rq->nr_running -= task_delta;
2332
2333         cfs_rq->throttled = 1;
2334         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
2335         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2336         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
2337         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2338 }
2339
2340 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2341 {
2342         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2343         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2344         struct sched_entity *se;
2345         int enqueue = 1;
2346         long task_delta;
2347
2348         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
2349
2350         cfs_rq->throttled = 0;
2351
2352         update_rq_clock(rq);
2353
2354         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2355         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
2356         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
2357         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2358
2359         /* update hierarchical throttle state */
2360         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
2361
2362         if (!cfs_rq->load.weight)
2363                 return;
2364
2365         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2366         for_each_sched_entity(se) {
2367                 if (se->on_rq)
2368                         enqueue = 0;
2369
2370                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2371                 if (enqueue)
2372                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
2373                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
2374
2375                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2376                         break;
2377         }
2378
2379         if (!se)
2380                 rq->nr_running += task_delta;
2381
2382         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
2383         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
2384                 resched_task(rq->curr);
2385 }
2386
2387 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
2388                 u64 remaining, u64 expires)
2389 {
2390         struct cfs_rq *cfs_rq;
2391         u64 runtime = remaining;
2392
2393         rcu_read_lock();
2394         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
2395                                 throttled_list) {
2396                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2397
2398                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2399                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2400                         goto next;
2401
2402                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
2403                 if (runtime > remaining)
2404                         runtime = remaining;
2405                 remaining -= runtime;
2406
2407                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
2408                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2409
2410                 /* we check whether we're throttled above */
2411                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
2412                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2413
2414 next:
2415                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2416
2417                 if (!remaining)
2418                         break;
2419         }
2420         rcu_read_unlock();
2421
2422         return remaining;
2423 }
2424
2425 /*
2426  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
2427  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
2428  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
2429  * used to track this state.
2430  */
2431 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
2432 {
2433         u64 runtime, runtime_expires;
2434         int idle = 1, throttled;
2435
2436         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2437         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
2438         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2439                 goto out_unlock;
2440
2441         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2442         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
2443         idle = cfs_b->idle && !throttled;
2444         cfs_b->nr_periods += overrun;
2445
2446         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
2447         if (idle)
2448                 goto out_unlock;
2449
2450         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2451
2452         if (!throttled) {
2453                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
2454                 cfs_b->idle = 1;
2455                 goto out_unlock;
2456         }
2457
2458         /* account preceding periods in which throttling occurred */
2459         cfs_b->nr_throttled += overrun;
2460
2461         /*
2462          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
2463          * to unthrottle them before making it generally available.  This
2464          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
2465          * allowed to run.
2466          */
2467         runtime = cfs_b->runtime;
2468         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
2469         cfs_b->runtime = 0;
2470
2471         /*
2472          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
2473          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
2474          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
2475          */
2476         while (throttled && runtime > 0) {
2477                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2478                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
2479                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
2480                                                  runtime_expires);
2481                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2482
2483                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2484         }
2485
2486         /* return (any) remaining runtime */
2487         cfs_b->runtime = runtime;
2488         /*
2489          * While we are ensured activity in the period following an
2490          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
2491          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
2492          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
2493          */
2494         cfs_b->idle = 0;
2495 out_unlock:
2496         if (idle)
2497                 cfs_b->timer_active = 0;
2498         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2499
2500         return idle;
2501 }
2502
2503 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
2504 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
2505 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
2506 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
2507 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
2508 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
2509
2510 /* are we near the end of the current quota period? */
2511 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
2512 {
2513         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
2514         u64 remaining;
2515
2516         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
2517         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
2518                 return 1;
2519
2520         /* is a quota refresh about to occur? */
2521         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
2522         if (remaining < min_expire)
2523                 return 1;
2524
2525         return 0;
2526 }
2527
2528 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2529 {
2530         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
2531
2532         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
2533         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
2534                 return;
2535
2536         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
2537                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
2538 }
2539
2540 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
2541 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2542 {
2543         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2544         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
2545
2546         if (slack_runtime <= 0)
2547                 return;
2548
2549         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2550         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
2551             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
2552                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
2553
2554                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
2555                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
2556                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
2557                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
2558         }
2559         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2560
2561         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
2562         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
2563 }
2564
2565 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2566 {
2567         if (!cfs_bandwidth_used())
2568                 return;
2569
2570         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
2571                 return;
2572
2573         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2574 }
2575
2576 /*
2577  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
2578  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
2579  */
2580 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2581 {
2582         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
2583         u64 expires;
2584
2585         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
2586         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
2587                 return;
2588
2589         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2590         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
2591                 runtime = cfs_b->runtime;
2592                 cfs_b->runtime = 0;
2593         }
2594         expires = cfs_b->runtime_expires;
2595         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2596
2597         if (!runtime)
2598                 return;
2599
2600         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
2601
2602         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2603         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
2604                 cfs_b->runtime = runtime;
2605         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2606 }
2607
2608 /*
2609  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
2610  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
2611  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
2612  */
2613 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
2614 {
2615         if (!cfs_bandwidth_used())
2616                 return;
2617
2618         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
2619         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
2620                 return;
2621
2622         /* ensure the group is not already throttled */
2623         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2624                 return;
2625
2626         /* update runtime allocation */
2627         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
2628         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
2629                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2630 }
2631
2632 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
2633 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2634 {
2635         if (!cfs_bandwidth_used())
2636                 return;
2637
2638         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2639                 return;
2640
2641         /*
2642          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
2643          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
2644          */
2645         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2646                 return;
2647
2648         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2649 }
2650
2651 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
2652 {
2653         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2654                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
2655         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
2656
2657         return HRTIMER_NORESTART;
2658 }
2659
2660 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
2661 {
2662         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2663                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
2664         ktime_t now;
2665         int overrun;
2666         int idle = 0;
2667
2668         for (;;) {
2669                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
2670                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
2671
2672                 if (!overrun)
2673                         break;
2674
2675                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
2676         }
2677
2678         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
2679 }
2680
2681 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2682 {
2683         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
2684         cfs_b->runtime = 0;
2685         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
2686         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
2687
2688         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2689         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2690         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
2691         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2692         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
2693 }
2694
2695 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2696 {
2697         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
2698         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
2699 }
2700
2701 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
2702 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2703 {
2704         /*
2705          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
2706          * period or because we're racing with the tear-down path
2707          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
2708          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
2709          */
2710         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
2711                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2712                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
2713                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2714
2715                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2716                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
2717                 if (cfs_b->timer_active)
2718                         return;
2719         }
2720
2721         cfs_b->timer_active = 1;
2722         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
2723 }
2724
2725 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2726 {
2727         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2728         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
2729 }
2730
2731 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
2732 {
2733         struct cfs_rq *cfs_rq;
2734
2735         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
2736                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2737
2738                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
2739                         continue;
2740
2741                 /*
2742                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
2743                  * there's some valid quota amount
2744                  */
2745                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
2746                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2747                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2748         }
2749 }
2750
2751 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2752 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2753 {
2754         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2755 }
2756
2757 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2758                                      unsigned long delta_exec) {}
2759 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2760 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2761 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2762
2763 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2764 {
2765         return 0;
2766 }
2767
2768 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2769 {
2770         return 0;
2771 }
2772
2773 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2774                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2775 {
2776         return 0;
2777 }
2778
2779 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2780
2781 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2782 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2783 #endif
2784
2785 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2786 {
2787         return NULL;
2788 }
2789 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2790 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
2791
2792 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2793
2794 /**************************************************
2795  * CFS operations on tasks:
2796  */
2797
2798 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2799 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2800 {
2801         struct sched_entity *se = &p->se;
2802         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2803
2804         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
2805
2806         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
2807                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
2808                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
2809                 s64 delta = slice - ran;
2810
2811                 if (delta < 0) {
2812                         if (rq->curr == p)
2813                                 resched_task(p);
2814                         return;
2815                 }
2816
2817                 /*
2818                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
2819                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
2820                  */
2821                 if (rq->curr != p)
2822                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
2823
2824                 hrtick_start(rq, delta);
2825         }
2826 }
2827
2828 /*
2829  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
2830  * current task is from our class and nr_running is low enough
2831  * to matter.
2832  */
2833 static void hrtick_update(struct rq *rq)
2834 {
2835         struct task_struct *curr = rq->curr;
2836
2837         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
2838                 return;
2839
2840         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
2841                 hrtick_start_fair(rq, curr);
2842 }
2843 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
2844 static inline void
2845 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2846 {
2847 }
2848
2849 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
2850 {
2851 }
2852 #endif
2853
2854 /*
2855  * The enqueue_task method is called before nr_running is
2856  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
2857  * then put the task into the rbtree:
2858  */
2859 static void
2860 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2861 {
2862         struct cfs_rq *cfs_rq;
2863         struct sched_entity *se = &p->se;
2864
2865         for_each_sched_entity(se) {
2866                 if (se->on_rq)
2867                         break;
2868                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2869                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
2870
2871                 /*
2872                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2873                  *
2874                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2875                  * post the final h_nr_running increment below.
2876                 */
2877                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2878                         break;
2879                 cfs_rq->h_nr_running++;
2880
2881                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
2882         }
2883
2884         for_each_sched_entity(se) {
2885                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2886                 cfs_rq->h_nr_running++;
2887
2888                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2889                         break;
2890
2891                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2892                 update_entity_load_avg(se, 1);
2893         }
2894
2895         if (!se) {
2896                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
2897                 inc_nr_running(rq);
2898         }
2899         hrtick_update(rq);
2900 }
2901
2902 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
2903
2904 /*
2905  * The dequeue_task method is called before nr_running is
2906  * decreased. We remove the task from the rbtree and
2907  * update the fair scheduling stats:
2908  */
2909 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2910 {
2911         struct cfs_rq *cfs_rq;
2912         struct sched_entity *se = &p->se;
2913         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
2914
2915         for_each_sched_entity(se) {
2916                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2917                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
2918
2919                 /*
2920                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2921                  *
2922                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2923                  * post the final h_nr_running decrement below.
2924                 */
2925                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2926                         break;
2927                 cfs_rq->h_nr_running--;
2928
2929                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
2930                 if (cfs_rq->load.weight) {
2931                         /*
2932                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
2933                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
2934                          */
2935                         if (task_sleep && parent_entity(se))
2936                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
2937
2938                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
2939                         se = parent_entity(se);
2940                         break;
2941                 }
2942                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
2943         }
2944
2945         for_each_sched_entity(se) {
2946                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2947                 cfs_rq->h_nr_running--;
2948
2949                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2950                         break;
2951
2952                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2953                 update_entity_load_avg(se, 1);
2954         }
2955
2956         if (!se) {
2957                 dec_nr_running(rq);
2958                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
2959         }
2960         hrtick_update(rq);
2961 }
2962
2963 #ifdef CONFIG_SMP
2964 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
2965 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
2966 {
2967         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
2968 }
2969
2970 /*
2971  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2972  * according to the scheduling class and "nice" value.
2973  *
2974  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2975  * balance conservatively.
2976  */
2977 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2978 {
2979         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2980         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2981
2982         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2983                 return total;
2984
2985         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2986 }
2987
2988 /*
2989  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2990  * according to the scheduling class and "nice" value.
2991  */
2992 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2993 {
2994         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2995         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2996
2997         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2998                 return total;
2999
3000         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
3001 }
3002
3003 static unsigned long power_of(int cpu)
3004 {
3005         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
3006 }
3007
3008 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
3009 {
3010         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3011         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
3012         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
3013
3014         if (nr_running)
3015                 return load_avg / nr_running;
3016
3017         return 0;
3018 }
3019
3020
3021 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
3022 {
3023         struct sched_entity *se = &p->se;
3024         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3025         u64 min_vruntime;
3026
3027 #ifndef CONFIG_64BIT
3028         u64 min_vruntime_copy;
3029
3030         do {
3031                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
3032                 smp_rmb();
3033                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3034         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
3035 #else
3036         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3037 #endif
3038
3039         se->vruntime -= min_vruntime;
3040 }
3041
3042 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3043 /*
3044  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
3045  *
3046  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
3047  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
3048  * can calculate the shift in shares.
3049  *
3050  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
3051  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
3052  * total group weight.
3053  *
3054  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
3055  * distribution (s_i) using:
3056  *
3057  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
3058  *
3059  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
3060  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
3061  * shares distribution (s_i):
3062  *
3063  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
3064  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
3065  *
3066  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
3067  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
3068  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
3069  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
3070  *
3071  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
3072  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
3073  *
3074  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
3075  *
3076  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
3077  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
3078  * weight and shares distributions like:
3079  *
3080  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
3081  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
3082  *
3083  * We can then compute the difference in effective weight by using:
3084  *
3085  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
3086  *
3087  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
3088  *
3089  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
3090  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
3091  * 4/7) times the weight of the group.
3092  */
3093 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3094 {
3095         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
3096
3097         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
3098                 return wl;
3099
3100         for_each_sched_entity(se) {
3101                 long w, W;
3102
3103                 tg = se->my_q->tg;
3104
3105                 /*
3106                  * W = @wg + \Sum rw_j
3107                  */
3108                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
3109
3110                 /*
3111                  * w = rw_i + @wl
3112                  */
3113                 w = se->my_q->load.weight + wl;
3114
3115                 /*
3116                  * wl = S * s'_i; see (2)
3117                  */
3118                 if (W > 0 && w < W)
3119                         wl = (w * tg->shares) / W;
3120                 else
3121                         wl = tg->shares;
3122
3123                 /*
3124                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
3125                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
3126                  * calc_cfs_shares().
3127                  */
3128                 if (wl < MIN_SHARES)
3129                         wl = MIN_SHARES;
3130
3131                 /*
3132                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
3133                  */
3134                 wl -= se->load.weight;
3135
3136                 /*
3137                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
3138                  * the final effective load change on the root group. Since
3139                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
3140                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
3141                  * resulting from this level per the above.
3142                  */
3143                 wg = 0;
3144         }
3145
3146         return wl;
3147 }
3148 #else
3149
3150 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
3151                 unsigned long wl, unsigned long wg)
3152 {
3153         return wl;
3154 }
3155
3156 #endif
3157
3158 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
3159 {
3160         s64 this_load, load;
3161         int idx, this_cpu, prev_cpu;
3162         unsigned long tl_per_task;
3163         struct task_group *tg;
3164         unsigned long weight;
3165         int balanced;
3166
3167         idx       = sd->wake_idx;
3168         this_cpu  = smp_processor_id();
3169         prev_cpu  = task_cpu(p);
3170         load      = source_load(prev_cpu, idx);
3171         this_load = target_load(this_cpu, idx);
3172
3173         /*
3174          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
3175          * effect of the currently running task from the load
3176          * of the current CPU:
3177          */
3178         if (sync) {
3179                 tg = task_group(current);
3180                 weight = current->se.load.weight;
3181
3182                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
3183                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
3184         }
3185
3186         tg = task_group(p);
3187         weight = p->se.load.weight;
3188
3189         /*
3190          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
3191          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
3192          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
3193          * about that, so that's good too.
3194          *
3195          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
3196          * task to be woken on this_cpu.
3197          */
3198         if (this_load > 0) {
3199                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
3200
3201                 this_eff_load = 100;
3202                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
3203                 this_eff_load *= this_load +
3204                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
3205
3206                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
3207                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
3208                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
3209
3210                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
3211         } else
3212                 balanced = true;
3213
3214         /*
3215          * If the currently running task will sleep within
3216          * a reasonable amount of time then attract this newly
3217          * woken task:
3218          */
3219         if (sync && balanced)
3220                 return 1;
3221
3222         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
3223         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3224
3225         if (balanced ||
3226             (this_load <= load &&
3227              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
3228                 /*
3229                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
3230                  * p is cache cold in this domain, and
3231                  * there is no bad imbalance.
3232                  */
3233                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
3234                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
3235
3236                 return 1;
3237         }
3238         return 0;
3239 }
3240
3241 /*
3242  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
3243  * domain.
3244  */
3245 static struct sched_group *
3246 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
3247                   int this_cpu, int load_idx)
3248 {
3249         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
3250         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
3251         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
3252
3253         do {
3254                 unsigned long load, avg_load;
3255                 int local_group;
3256                 int i;
3257
3258                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
3259                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
3260                                         tsk_cpus_allowed(p)))
3261                         continue;
3262
3263                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3264                                                sched_group_cpus(group));
3265
3266                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3267                 avg_load = 0;
3268
3269                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
3270                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3271                         if (local_group)
3272                                 load = source_load(i, load_idx);
3273                         else
3274                                 load = target_load(i, load_idx);
3275
3276                         avg_load += load;
3277                 }
3278
3279                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
3280                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
3281
3282                 if (local_group) {
3283                         this_load = avg_load;
3284                 } else if (avg_load < min_load) {
3285                         min_load = avg_load;
3286                         idlest = group;
3287                 }
3288         } while (group = group->next, group != sd->groups);
3289
3290         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
3291                 return NULL;
3292         return idlest;
3293 }
3294
3295 /*
3296  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
3297  */
3298 static int
3299 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
3300 {
3301         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
3302         int idlest = -1;
3303         int i;
3304
3305         /* Traverse only the allowed CPUs */
3306         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
3307                 load = weighted_cpuload(i);
3308
3309                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
3310                         min_load = load;
3311                         idlest = i;
3312                 }
3313         }
3314
3315         return idlest;
3316 }
3317
3318 /*
3319  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
3320  */
3321 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
3322 {
3323         struct sched_domain *sd;
3324         struct sched_group *sg;
3325         int i = task_cpu(p);
3326
3327         if (idle_cpu(target))
3328                 return target;
3329
3330         /*
3331          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
3332          */
3333         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
3334                 return i;
3335
3336         /*
3337          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
3338          */
3339         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
3340         for_each_lower_domain(sd) {
3341                 sg = sd->groups;
3342                 do {
3343                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
3344                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
3345                                 goto next;
3346
3347                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
3348                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
3349                                         goto next;
3350                         }
3351
3352                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
3353                                         tsk_cpus_allowed(p));
3354                         goto done;
3355 next:
3356                         sg = sg->next;
3357                 } while (sg != sd->groups);
3358         }
3359 done:
3360         return target;
3361 }
3362
3363 /*
3364  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
3365  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
3366  * SD_BALANCE_EXEC.
3367  *
3368  * Balance, ie. select the least loaded group.
3369  *
3370  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
3371  *
3372  * preempt must be disabled.
3373  */
3374 static int
3375 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
3376 {
3377         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
3378         int cpu = smp_processor_id();
3379         int prev_cpu = task_cpu(p);
3380         int new_cpu = cpu;
3381         int want_affine = 0;
3382         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
3383
3384         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
3385                 return prev_cpu;
3386
3387         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
3388                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
3389                         want_affine = 1;
3390                 new_cpu = prev_cpu;
3391         }
3392
3393         rcu_read_lock();
3394         for_each_domain(cpu, tmp) {
3395                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3396                         continue;
3397
3398                 /*
3399                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
3400                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
3401                  */
3402                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
3403                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
3404                         affine_sd = tmp;
3405                         break;
3406                 }
3407
3408                 if (tmp->flags & sd_flag)
3409                         sd = tmp;
3410         }
3411
3412         if (affine_sd) {
3413                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
3414                         prev_cpu = cpu;
3415
3416                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
3417                 goto unlock;
3418         }
3419
3420         while (sd) {
3421                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
3422                 struct sched_group *group;
3423                 int weight;
3424
3425                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
3426                         sd = sd->child;
3427                         continue;
3428                 }
3429
3430                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
3431                         load_idx = sd->wake_idx;
3432
3433                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
3434                 if (!group) {
3435                         sd = sd->child;
3436                         continue;
3437                 }
3438
3439                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
3440                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
3441                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
3442                         sd = sd->child;
3443                         continue;
3444                 }
3445
3446                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
3447                 cpu = new_cpu;
3448                 weight = sd->span_weight;
3449                 sd = NULL;
3450                 for_each_domain(cpu, tmp) {
3451                         if (weight <= tmp->span_weight)
3452                                 break;
3453                         if (tmp->flags & sd_flag)
3454                                 sd = tmp;
3455                 }
3456                 /* while loop will break here if sd == NULL */
3457         }
3458 unlock:
3459         rcu_read_unlock();
3460
3461         return new_cpu;
3462 }
3463
3464 /*
3465  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
3466  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
3467  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
3468  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
3469  */
3470 static void
3471 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
3472 {
3473         struct sched_entity *se = &p->se;
3474         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3475
3476         /*
3477          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
3478          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
3479          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
3480          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
3481          */
3482         if (se->avg.decay_count) {
3483                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
3484                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
3485                                                 &cfs_rq->removed_load);
3486         }
3487 }
3488 #endif /* CONFIG_SMP */
3489
3490 static unsigned long
3491 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3492 {
3493         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
3494
3495         /*
3496          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
3497          * to virtual-time in his units.
3498          *
3499          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
3500          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
3501          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
3502          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
3503          * be smaller, again penalizing the lighter task.
3504          *
3505          * This is especially important for buddies when the leftmost
3506          * task is higher priority than the buddy.
3507          */
3508         return calc_delta_fair(gran, se);
3509 }
3510
3511 /*
3512  * Should 'se' preempt 'curr'.
3513  *
3514  *             |s1
3515  *        |s2
3516  *   |s3
3517  *         g
3518  *      |<--->|c
3519  *
3520  *  w(c, s1) = -1
3521  *  w(c, s2) =  0
3522  *  w(c, s3) =  1
3523  *
3524  */
3525 static int
3526 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3527 {
3528         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
3529
3530         if (vdiff <= 0)
3531                 return -1;
3532
3533         gran = wakeup_gran(curr, se);
3534         if (vdiff > gran)
3535                 return 1;
3536
3537         return 0;
3538 }
3539
3540 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
3541 {
3542         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3543                 return;
3544
3545         for_each_sched_entity(se)
3546                 cfs_rq_of(se)->last = se;
3547 }
3548
3549 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
3550 {
3551         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3552                 return;
3553
3554         for_each_sched_entity(se)
3555                 cfs_rq_of(se)->next = se;
3556 }
3557
3558 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
3559 {
3560         for_each_sched_entity(se)
3561                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
3562 }
3563
3564 /*
3565  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3566  */
3567 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
3568 {
3569         struct task_struct *curr = rq->curr;
3570         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
3571         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3572         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
3573         int next_buddy_marked = 0;
3574
3575         if (unlikely(se == pse))
3576                 return;
3577
3578         /*
3579          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
3580          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
3581          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
3582          * next-buddy nomination below.
3583          */
3584         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
3585                 return;
3586
3587         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
3588                 set_next_buddy(pse);
3589                 next_buddy_marked = 1;
3590         }
3591
3592         /*
3593          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
3594          * wake up path.
3595          *
3596          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
3597          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
3598          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
3599          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
3600          * below.
3601          */
3602         if (test_tsk_need_resched(curr))
3603                 return;
3604
3605         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
3606         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
3607             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
3608                 goto preempt;
3609
3610         /*
3611          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
3612          * is driven by the tick):
3613          */
3614         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
3615                 return;
3616
3617         find_matching_se(&se, &pse);
3618         update_curr(cfs_rq_of(se));
3619         BUG_ON(!pse);
3620         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
3621                 /*
3622                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
3623                  * triggering this preemption.
3624                  */
3625                 if (!next_buddy_marked)
3626                         set_next_buddy(pse);
3627                 goto preempt;
3628         }
3629
3630         return;
3631
3632 preempt:
3633         resched_task(curr);
3634         /*
3635          * Only set the backward buddy when the current task is still
3636          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
3637          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
3638          * point, either of which can * drop the rq lock.
3639          *
3640          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
3641          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
3642          */
3643         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
3644                 return;
3645
3646         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
3647                 set_last_buddy(se);
3648 }
3649
3650 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
3651 {
3652         struct task_struct *p;
3653         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
3654         struct sched_entity *se;
3655
3656         if (!cfs_rq->nr_running)
3657                 return NULL;
3658
3659         do {
3660                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
3661                 set_next_entity(cfs_rq, se);
3662                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
3663         } while (cfs_rq);
3664
3665         p = task_of(se);
3666         if (hrtick_enabled(rq))
3667                 hrtick_start_fair(rq, p);
3668
3669         return p;
3670 }
3671
3672 /*
3673  * Account for a descheduled task:
3674  */
3675 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3676 {
3677         struct sched_entity *se = &prev->se;
3678         struct cfs_rq *cfs_rq;
3679
3680         for_each_sched_entity(se) {
3681                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3682                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
3683         }
3684 }
3685
3686 /*
3687  * sched_yield() is very simple
3688  *
3689  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
3690  */
3691 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
3692 {
3693         struct task_struct *curr = rq->curr;
3694         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3695         struct sched_entity *se = &curr->se;
3696
3697         /*
3698          * Are we the only task in the tree?
3699          */
3700         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
3701                 return;
3702
3703         clear_buddies(cfs_rq, se);
3704
3705         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
3706                 update_rq_clock(rq);
3707                 /*
3708                  * Update run-time statistics of the 'current'.
3709                  */
3710                 update_curr(cfs_rq);
3711                 /*
3712                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
3713                  * so we don't do microscopic update in schedule()
3714                  * and double the fastpath cost.
3715                  */
3716                  rq->skip_clock_update = 1;
3717         }
3718
3719         set_skip_buddy(se);
3720 }
3721
3722 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
3723 {
3724         struct sched_entity *se = &p->se;
3725
3726         /* throttled hierarchies are not runnable */
3727         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
3728                 return false;
3729
3730         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
3731         set_next_buddy(se);
3732
3733         yield_task_fair(rq);
3734
3735         return true;
3736 }
3737
3738 #ifdef CONFIG_SMP
3739 /**************************************************
3740  * Fair scheduling class load-balancing methods.
3741  *
3742  * BASICS
3743  *
3744  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
3745  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
3746  * time to each task. This is expressed in the following equation:
3747  *
3748  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
3749  *
3750  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
3751  * W_i,0 is defined as:
3752  *
3753  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
3754  *
3755  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
3756  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
3757  *
3758  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
3759  * weight:
3760  *
3761  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
3762  *
3763  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
3764  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
3765  * can also include other factors [XXX].
3766  *
3767  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
3768  * directly from (1):
3769  *
3770  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
3771  *
3772  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
3773  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
3774  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
3775  *
3776  * [XXX expand on:
3777  *     - infeasible weights;
3778  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
3779  *
3780  *
3781  * SCHED DOMAINS
3782  *
3783  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
3784  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
3785  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
3786  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
3787  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
3788  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
3789  * the groups.
3790  *
3791  * This yields:
3792  *
3793  *     log_2 n     1     n
3794  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
3795  *     i = 0      2^i   2^i
3796  *                               `- size of each group
3797  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
3798  *         |         `- freq
3799  *         `- sum over all levels
3800  *
3801  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
3802  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
3803  *
3804  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
3805  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
3806  *
3807  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
3808  *
3809  *             log_2 n     
3810  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
3811  *             k = 0
3812  *
3813  * And you'll find that:
3814  *
3815  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
3816  *
3817  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
3818  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
3819  * of:
3820  *
3821  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
3822  *
3823  *
3824  * WORK CONSERVING
3825  *
3826  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
3827  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
3828  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
3829  *
3830  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
3831  * time.
3832  *
3833  * [XXX more?]
3834  *
3835  *
3836  * CGROUPS
3837  *
3838  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
3839  *
3840  *                                s_k,i
3841  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
3842  *                                 S_k
3843  *
3844  * Where
3845  *
3846  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
3847  *
3848  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
3849  *
3850  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
3851  * property.
3852  *
3853  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
3854  *      rewrite all of this once again.]
3855  */ 
3856
3857 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
3858
3859 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
3860 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
3861 #define LBF_SOME_PINNED 0x04
3862
3863 struct lb_env {
3864         struct sched_domain     *sd;
3865
3866         struct rq               *src_rq;
3867         int                     src_cpu;
3868
3869         int                     dst_cpu;
3870         struct rq               *dst_rq;
3871
3872         struct cpumask          *dst_grpmask;
3873         int                     new_dst_cpu;
3874         enum cpu_idle_type      idle;
3875         long                    imbalance;
3876         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
3877         struct cpumask          *cpus;
3878
3879         unsigned int            flags;
3880
3881         unsigned int            loop;
3882         unsigned int            loop_break;
3883         unsigned int            loop_max;
3884 };
3885
3886 /*
3887  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
3888  * Both runqueues must be locked.
3889  */
3890 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3891 {
3892         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
3893         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
3894         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
3895         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
3896 }
3897
3898 /*
3899  * Is this task likely cache-hot:
3900  */
3901 static int
3902 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
3903 {
3904         s64 delta;
3905
3906         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
3907                 return 0;
3908
3909         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
3910                 return 0;
3911
3912         /*
3913          * Buddy candidates are cache hot:
3914          */
3915         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
3916                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
3917                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
3918                 return 1;
3919
3920         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
3921                 return 1;
3922         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
3923                 return 0;
3924
3925         delta = now - p->se.exec_start;
3926
3927         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
3928 }
3929
3930 /*
3931  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3932  */
3933 static
3934 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3935 {
3936         int tsk_cache_hot = 0;
3937         /*
3938          * We do not migrate tasks that are:
3939          * 1) throttled_lb_pair, or
3940          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3941          * 3) running (obviously), or
3942          * 4) are cache-hot on their current CPU.
3943          */
3944         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
3945                 return 0;
3946
3947         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
3948                 int cpu;
3949
3950                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
3951
3952                 /*
3953                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
3954                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
3955                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
3956                  *
3957                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
3958                  * one in current iteration.
3959                  */
3960                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_SOME_PINNED))
3961                         return 0;
3962
3963                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
3964                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
3965                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
3966                                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
3967                                 env->new_dst_cpu = cpu;
3968                                 break;
3969                         }
3970                 }
3971
3972                 return 0;
3973         }
3974
3975         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
3976         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
3977
3978         if (task_running(env->src_rq, p)) {
3979                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
3980                 return 0;
3981         }
3982
3983         /*
3984          * Aggressive migration if:
3985          * 1) task is cache cold, or
3986          * 2) too many balance attempts have failed.
3987          */
3988
3989         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq), env->sd);
3990         if (!tsk_cache_hot ||
3991                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
3992
3993                 if (tsk_cache_hot) {
3994                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
3995                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
3996                 }
3997
3998                 return 1;
3999         }
4000
4001         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
4002         return 0;
4003 }
4004
4005 /*
4006  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
4007  * part of active balancing operations within "domain".
4008  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4009  *
4010  * Called with both runqueues locked.
4011  */
4012 static int move_one_task(struct lb_env *env)
4013 {
4014         struct task_struct *p, *n;
4015
4016         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
4017                 if (!can_migrate_task(p, env))
4018                         continue;
4019
4020                 move_task(p, env);
4021                 /*
4022                  * Right now, this is only the second place move_task()
4023                  * is called, so we can safely collect move_task()
4024                  * stats here rather than inside move_task().
4025                  */
4026                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
4027                 return 1;
4028         }
4029         return 0;
4030 }
4031
4032 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
4033
4034 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
4035
4036 /*
4037  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
4038  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
4039  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4040  *
4041  * Called with both runqueues locked.
4042  */
4043 static int move_tasks(struct lb_env *env)
4044 {
4045         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
4046         struct task_struct *p;
4047         unsigned long load;
4048         int pulled = 0;
4049
4050         if (env->imbalance <= 0)
4051                 return 0;
4052
4053         while (!list_empty(tasks)) {
4054                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
4055
4056                 env->loop++;
4057                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
4058                 if (env->loop > env->loop_max)
4059                         break;
4060
4061                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
4062                 if (env->loop > env->loop_break) {
4063                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
4064                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
4065                         break;
4066                 }
4067
4068                 if (!can_migrate_task(p, env))
4069                         goto next;
4070
4071                 load = task_h_load(p);
4072
4073                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
4074                         goto next;
4075
4076                 if ((load / 2) > env->imbalance)
4077                         goto next;
4078
4079                 move_task(p, env);
4080                 pulled++;
4081                 env->imbalance -= load;
4082
4083 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4084                 /*
4085                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
4086                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
4087                  * the critical section.
4088                  */
4089                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
4090                         break;
4091 #endif
4092
4093                 /*
4094                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
4095                  * weighted load.
4096                  */
4097                 if (env->imbalance <= 0)
4098                         break;
4099
4100                 continue;
4101 next:
4102                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
4103         }
4104
4105         /*
4106          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
4107          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
4108          * inside move_task().
4109          */
4110         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
4111
4112         return pulled;
4113 }
4114
4115 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4116 /*
4117  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
4118  */
4119 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
4120 {
4121         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4122         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4123
4124         /* throttled entities do not contribute to load */
4125         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
4126                 return;
4127
4128         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
4129
4130         if (se) {
4131                 update_entity_load_avg(se, 1);
4132                 /*
4133                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
4134                  * list removal.  This generally implies that all our children
4135                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
4136                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
4137                  * at enqueue.
4138                  *
4139                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
4140                  */
4141                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
4142                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4143         } else {
4144                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4145                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
4146         }
4147 }
4148
4149 static void update_blocked_averages(int cpu)
4150 {
4151         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4152         struct cfs_rq *cfs_rq;
4153         unsigned long flags;
4154
4155         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4156         update_rq_clock(rq);
4157         /*
4158          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
4159          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
4160          */
4161         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4162                 /*
4163                  * Note: We may want to consider periodically releasing
4164                  * rq->lock about these updates so that creating many task
4165                  * groups does not result in continually extending hold time.
4166                  */
4167                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
4168         }
4169
4170         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4171 }
4172
4173 /*
4174  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
4175  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
4176  * group is a fraction of its parents load.
4177  */
4178 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
4179 {
4180         unsigned long load;
4181         long cpu = (long)data;
4182
4183         if (!tg->parent) {
4184                 load = cpu_rq(cpu)->avg.load_avg_contrib;
4185         } else {
4186                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
4187                 load = div64_ul(load * tg->se[cpu]->avg.load_avg_contrib,
4188                                 tg->parent->cfs_rq[cpu]->runnable_load_avg + 1);
4189         }
4190
4191         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
4192
4193         return 0;
4194 }
4195
4196 static void update_h_load(long cpu)
4197 {
4198         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4199         unsigned long now = jiffies;
4200
4201         if (rq->h_load_throttle == now)
4202                 return;
4203
4204         rq->h_load_throttle = now;
4205
4206         rcu_read_lock();
4207         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
4208         rcu_read_unlock();
4209 }
4210
4211 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
4212 {
4213         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
4214
4215         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
4216                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
4217 }
4218 #else
4219 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
4220 {
4221 }
4222
4223 static inline void update_h_load(long cpu)
4224 {
4225 }
4226
4227 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
4228 {
4229         return p->se.avg.load_avg_contrib;
4230 }
4231 #endif
4232
4233 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
4234 /*
4235  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
4236  *              during load balancing.
4237  */
4238 struct sd_lb_stats {
4239         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
4240         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
4241         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
4242         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
4243         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
4244
4245         /** Statistics of this group */
4246         unsigned long this_load;
4247         unsigned long this_load_per_task;
4248         unsigned long this_nr_running;
4249         unsigned long this_has_capacity;
4250         unsigned int  this_idle_cpus;
4251
4252         /* Statistics of the busiest group */
4253         unsigned int  busiest_idle_cpus;
4254         unsigned long max_load;
4255         unsigned long busiest_load_per_task;
4256         unsigned long busiest_nr_running;
4257         unsigned long busiest_group_capacity;
4258         unsigned long busiest_has_capacity;
4259         unsigned int  busiest_group_weight;
4260
4261         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
4262 };
4263
4264 /*
4265  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
4266  */
4267 struct sg_lb_stats {
4268         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
4269         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
4270         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
4271         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
4272         unsigned long group_capacity;
4273         unsigned long idle_cpus;
4274         unsigned long group_weight;
4275         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
4276         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
4277 };
4278
4279 /**
4280  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
4281  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
4282  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
4283  */
4284 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
4285                                         enum cpu_idle_type idle)
4286 {
4287         int load_idx;
4288
4289         switch (idle) {
4290         case CPU_NOT_IDLE:
4291                 load_idx = sd->busy_idx;
4292                 break;
4293
4294         case CPU_NEWLY_IDLE:
4295                 load_idx = sd->newidle_idx;
4296                 break;
4297         default:
4298                 load_idx = sd->idle_idx;
4299                 break;
4300         }
4301
4302         return load_idx;
4303 }
4304
4305 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4306 {
4307         return SCHED_POWER_SCALE;
4308 }
4309
4310 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4311 {
4312         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
4313 }
4314
4315 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4316 {
4317         unsigned long weight = sd->span_weight;
4318         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
4319
4320         smt_gain /= weight;
4321
4322         return smt_gain;
4323 }
4324
4325 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4326 {
4327         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
4328 }
4329
4330 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
4331 {
4332         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4333         u64 total, available, age_stamp, avg;
4334
4335         /*
4336          * Since we're reading these variables without serialization make sure
4337          * we read them once before doing sanity checks on them.
4338          */
4339         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
4340         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
4341
4342         total = sched_avg_period() + (rq_clock(rq) - age_stamp);
4343
4344         if (unlikely(total < avg)) {
4345                 /* Ensures that power won't end up being negative */
4346                 available = 0;
4347         } else {
4348                 available = total - avg;
4349         }
4350
4351         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
4352                 total = SCHED_POWER_SCALE;
4353
4354         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4355
4356         return div_u64(available, total);
4357 }
4358
4359 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4360 {
4361         unsigned long weight = sd->span_weight;
4362         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
4363         struct sched_group *sdg = sd->groups;
4364
4365         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
4366                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
4367                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
4368                 else
4369                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
4370
4371                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4372         }
4373
4374         sdg->sgp->power_orig = power;
4375
4376         if (sched_feat(ARCH_POWER))
4377                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
4378         else
4379                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
4380
4381         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4382
4383         power *= scale_rt_power(cpu);
4384         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4385
4386         if (!power)
4387                 power = 1;
4388
4389         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
4390         sdg->sgp->power = power;
4391 }
4392
4393 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4394 {
4395         struct sched_domain *child = sd->child;
4396         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
4397         unsigned long power;
4398         unsigned long interval;
4399
4400         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4401         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
4402         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
4403
4404         if (!child) {
4405                 update_cpu_power(sd, cpu);
4406                 return;
4407         }
4408
4409         power = 0;
4410
4411         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
4412                 /*
4413                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
4414                  * span the current group.
4415                  */
4416
4417                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg))
4418                         power += power_of(cpu);
4419         } else  {
4420                 /*
4421                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
4422                  * span the current group.
4423                  */ 
4424
4425                 group = child->groups;
4426                 do {
4427                         power += group->sgp->power;
4428                         group = group->next;
4429                 } while (group != child->groups);
4430         }
4431
4432         sdg->sgp->power_orig = sdg->sgp->power = power;
4433 }
4434
4435 /*
4436  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
4437  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
4438  * which on its own isn't powerful enough.
4439  *
4440  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
4441  */
4442 static inline int
4443 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
4444 {
4445         /*
4446          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
4447          */
4448         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
4449                 return 0;
4450
4451         /*
4452          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
4453          */
4454         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
4455                 return 1;
4456
4457         return 0;
4458 }
4459
4460 /**
4461  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
4462  * @env: The load balancing environment.
4463  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
4464  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
4465  * @local_group: Does group contain this_cpu.
4466  * @balance: Should we balance.
4467  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
4468  */
4469 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
4470                         struct sched_group *group, int load_idx,
4471                         int local_group, int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
4472 {
4473         unsigned long nr_running, max_nr_running, min_nr_running;
4474         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
4475         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
4476         unsigned long avg_load_per_task = 0;
4477         int i;
4478
4479         if (local_group)
4480                 balance_cpu = group_balance_cpu(group);
4481
4482         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4483         max_cpu_load = 0;
4484         min_cpu_load = ~0UL;
4485         max_nr_running = 0;
4486         min_nr_running = ~0UL;
4487
4488         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
4489                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
4490
4491                 nr_running = rq->nr_running;
4492
4493                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4494                 if (local_group) {
4495                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu &&
4496                                         cpumask_test_cpu(i, sched_group_mask(group))) {
4497                                 first_idle_cpu = 1;
4498                                 balance_cpu = i;
4499                         }
4500
4501                         load = target_load(i, load_idx);
4502                 } else {
4503                         load = source_load(i, load_idx);
4504                         if (load > max_cpu_load)
4505                                 max_cpu_load = load;
4506                         if (min_cpu_load > load)
4507                                 min_cpu_load = load;
4508
4509                         if (nr_running > max_nr_running)
4510                                 max_nr_running = nr_running;
4511                         if (min_nr_running > nr_running)
4512                                 min_nr_running = nr_running;
4513                 }
4514
4515                 sgs->group_load += load;
4516                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
4517                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
4518                 if (idle_cpu(i))
4519                         sgs->idle_cpus++;
4520         }
4521
4522         /*
4523          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
4524          * is eligible for doing load balancing at this and above
4525          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
4526          * to do the newly idle load balance.
4527          */
4528         if (local_group) {
4529                 if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
4530                         if (balance_cpu != env->dst_cpu) {
4531                                 *balance = 0;
4532                                 return;
4533                         }
4534                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4535                 } else if (time_after_eq(jiffies, group->sgp->next_update))
4536                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4537         }
4538
4539         /* Adjust by relative CPU power of the group */
4540         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4541
4542         /*
4543          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
4544          * than the average weight of a task.
4545          *
4546          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
4547          *      might not be a suitable number - should we keep a
4548          *      normalized nr_running number somewhere that negates
4549          *      the hierarchy?
4550          */
4551         if (sgs->sum_nr_running)
4552                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
4553
4554         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) >= avg_load_per_task &&
4555             (max_nr_running - min_nr_running) > 1)
4556                 sgs->group_imb = 1;
4557
4558         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->sgp->power,
4559                                                 SCHED_POWER_SCALE);
4560         if (!sgs->group_capacity)
4561                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4562         sgs->group_weight = group->group_weight;
4563
4564         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
4565                 sgs->group_has_capacity = 1;
4566 }
4567
4568 /**
4569  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
4570  * @env: The load balancing environment.
4571  * @sds: sched_domain statistics
4572  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
4573  * @sgs: sched_group statistics
4574  *
4575  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
4576  * busiest group.
4577  */
4578 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
4579                                    struct sd_lb_stats *sds,
4580                                    struct sched_group *sg,
4581                                    struct sg_lb_stats *sgs)
4582 {
4583         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
4584                 return false;
4585
4586         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
4587                 return true;
4588
4589         if (sgs->group_imb)
4590                 return true;
4591
4592         /*
4593          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
4594          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
4595          * higher than ourself as busy.
4596          */
4597         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
4598             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
4599                 if (!sds->busiest)
4600                         return true;
4601
4602                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
4603                         return true;
4604         }
4605
4606         return false;
4607 }
4608
4609 /**
4610  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
4611  * @env: The load balancing environment.
4612  * @balance: Should we balance.
4613  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
4614  */
4615 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env,
4616                                         int *balance, struct sd_lb_stats *sds)
4617 {
4618         struct sched_domain *child = env->sd->child;
4619         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
4620         struct sg_lb_stats sgs;
4621         int load_idx, prefer_sibling = 0;
4622
4623         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
4624                 prefer_sibling = 1;
4625
4626         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
4627
4628         do {
4629                 int local_group;
4630
4631                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
4632                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
4633                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, balance, &sgs);
4634
4635                 if (local_group && !(*balance))
4636                         return;
4637
4638                 sds->total_load += sgs.group_load;
4639                 sds->total_pwr += sg->sgp->power;
4640
4641                 /*
4642                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
4643                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
4644                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
4645                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
4646                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
4647                  * extra check prevents the case where you always pull from the
4648                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
4649                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
4650                  */
4651                 if (prefer_sibling && !local_group && sds->this_has_capacity)
4652                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
4653
4654                 if (local_group) {
4655                         sds->this_load = sgs.avg_load;
4656                         sds->this = sg;
4657                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4658                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4659                         sds->this_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4660                         sds->this_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4661                 } else if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, &sgs)) {
4662                         sds->max_load = sgs.avg_load;
4663                         sds->busiest = sg;
4664                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4665                         sds->busiest_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4666                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
4667                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4668                         sds->busiest_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4669                         sds->busiest_group_weight = sgs.group_weight;
4670                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
4671                 }
4672
4673                 sg = sg->next;
4674         } while (sg != env->sd->groups);
4675 }
4676
4677 /**
4678  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
4679  *                      sched doman.
4680  *
4681  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
4682  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
4683  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
4684  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
4685  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
4686  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
4687  *
4688  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
4689  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
4690  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
4691  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
4692  * number.
4693  *
4694  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
4695  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
4696  *
4697  * @env: The load balancing environment.
4698  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
4699  */
4700 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4701 {
4702         int busiest_cpu;
4703
4704         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
4705                 return 0;
4706
4707         if (!sds->busiest)
4708                 return 0;
4709
4710         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
4711         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
4712                 return 0;
4713
4714         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
4715                 sds->max_load * sds->busiest->sgp->power, SCHED_POWER_SCALE);
4716
4717         return 1;
4718 }
4719
4720 /**
4721  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
4722  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
4723  *                      load balancing.
4724  * @env: The load balancing environment.
4725  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4726  */
4727 static inline
4728 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4729 {
4730         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
4731         unsigned int imbn = 2;
4732         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
4733
4734         if (sds->this_nr_running) {
4735                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
4736                 if (sds->busiest_load_per_task >
4737                                 sds->this_load_per_task)
4738                         imbn = 1;
4739         } else {
4740                 sds->this_load_per_task =
4741                         cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
4742         }
4743
4744         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
4745                                          * SCHED_POWER_SCALE;
4746         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->sgp->power;
4747
4748         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
4749                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
4750                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4751                 return;
4752         }
4753
4754         /*
4755          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
4756          * however we may be able to increase total CPU power used by
4757          * moving them.
4758          */
4759
4760         pwr_now += sds->busiest->sgp->power *
4761                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
4762         pwr_now += sds->this->sgp->power *
4763                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
4764         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
4765
4766         /* Amount of load we'd subtract */
4767         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4768                 sds->busiest->sgp->power;
4769         if (sds->max_load > tmp)
4770                 pwr_move += sds->busiest->sgp->power *
4771                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
4772
4773         /* Amount of load we'd add */
4774         if (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power <
4775                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE)
4776                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power) /
4777                         sds->this->sgp->power;
4778         else
4779                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4780                         sds->this->sgp->power;
4781         pwr_move += sds->this->sgp->power *
4782                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
4783         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
4784
4785         /* Move if we gain throughput */
4786         if (pwr_move > pwr_now)
4787                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4788 }
4789
4790 /**
4791  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
4792  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
4793  * @env: load balance environment
4794  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4795  */
4796 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4797 {
4798         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
4799
4800         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
4801         if (sds->group_imb) {
4802                 sds->busiest_load_per_task =
4803                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
4804         }
4805
4806         /*
4807          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
4808          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
4809          * its cpu_power, while calculating max_load..)
4810          */
4811         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
4812                 env->imbalance = 0;
4813                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4814         }
4815
4816         if (!sds->group_imb) {
4817                 /*
4818                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
4819                  */
4820                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
4821                                                 sds->busiest_group_capacity);
4822
4823                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
4824
4825                 load_above_capacity /= sds->busiest->sgp->power;
4826         }
4827
4828         /*
4829          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4830          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4831          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
4832          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
4833          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
4834          * for the minimum possible imbalance.
4835          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
4836          * with unsigned longs.
4837          */
4838         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
4839
4840         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
4841         env->imbalance = min(max_pull * sds->busiest->sgp->power,
4842                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->sgp->power)
4843                         / SCHED_POWER_SCALE;
4844
4845         /*
4846          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
4847          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
4848          * a think about bumping its value to force at least one task to be
4849          * moved
4850          */
4851         if (env->imbalance < sds->busiest_load_per_task)
4852                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4853
4854 }
4855
4856 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
4857
4858 /**
4859  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
4860  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
4861  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
4862  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
4863  * such a group exists.
4864  *
4865  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
4866  * to restore balance.
4867  *
4868  * @env: The load balancing environment.
4869  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
4870  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
4871  *
4872  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
4873  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
4874  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
4875  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
4876  */
4877 static struct sched_group *
4878 find_busiest_group(struct lb_env *env, int *balance)
4879 {
4880         struct sd_lb_stats sds;
4881
4882         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
4883
4884         /*
4885          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
4886          * this level.
4887          */
4888         update_sd_lb_stats(env, balance, &sds);
4889
4890         /*
4891          * this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing at
4892          * this level.
4893          */
4894         if (!(*balance))
4895                 goto ret;
4896
4897         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
4898             check_asym_packing(env, &sds))
4899                 return sds.busiest;
4900
4901         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
4902         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4903                 goto out_balanced;
4904
4905         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4906
4907         /*
4908          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
4909          * work because they assumes all things are equal, which typically
4910          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
4911          */
4912         if (sds.group_imb)
4913                 goto force_balance;
4914
4915         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
4916         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && sds.this_has_capacity &&
4917                         !sds.busiest_has_capacity)
4918                 goto force_balance;
4919
4920         /*
4921          * If the local group is more busy than the selected busiest group
4922          * don't try and pull any tasks.
4923          */
4924         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4925                 goto out_balanced;
4926
4927         /*
4928          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
4929          * average load.
4930          */
4931         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4932                 goto out_balanced;
4933
4934         if (env->idle == CPU_IDLE) {
4935                 /*
4936                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
4937                  * have more tasks than the number of available cpu's and
4938                  * there is no imbalance between this and busiest group
4939                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
4940                  */
4941                 if ((sds.this_idle_cpus <= sds.busiest_idle_cpus + 1) &&
4942                     sds.busiest_nr_running <= sds.busiest_group_weight)
4943                         goto out_balanced;
4944         } else {
4945                 /*
4946                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
4947                  * imbalance_pct to be conservative.
4948                  */
4949                 if (100 * sds.max_load <= env->sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4950                         goto out_balanced;
4951         }
4952
4953 force_balance:
4954         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4955         calculate_imbalance(env, &sds);
4956         return sds.busiest;
4957
4958 out_balanced:
4959 ret:
4960         env->imbalance = 0;
4961         return NULL;
4962 }
4963
4964 /*
4965  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4966  */
4967 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
4968                                      struct sched_group *group)
4969 {
4970         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4971         unsigned long max_load = 0;
4972         int i;
4973
4974         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4975                 unsigned long power = power_of(i);
4976                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
4977                                                            SCHED_POWER_SCALE);
4978                 unsigned long wl;
4979
4980                 if (!capacity)
4981                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4982
4983                 if (!cpumask_test_cpu(i, env->cpus))
4984                         continue;
4985
4986                 rq = cpu_rq(i);
4987                 wl = weighted_cpuload(i);
4988
4989                 /*
4990                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
4991                  * which is not scaled with the cpu power.
4992                  */
4993                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
4994                         continue;
4995
4996                 /*
4997                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
4998                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
4999                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
5000                  * running at a lower capacity.
5001                  */
5002                 wl = (wl * SCHED_POWER_SCALE) / power;
5003
5004                 if (wl > max_load) {
5005                         max_load = wl;
5006                         busiest = rq;
5007                 }
5008         }
5009
5010         return busiest;
5011 }
5012
5013 /*
5014  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
5015  * so long as it is large enough.
5016  */
5017 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
5018
5019 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
5020 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5021
5022 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
5023 {
5024         struct sched_domain *sd = env->sd;
5025
5026         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
5027
5028                 /*
5029                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
5030                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
5031                  * lowest numbered CPUs.
5032                  */
5033                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
5034                         return 1;
5035         }
5036
5037         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
5038 }
5039
5040 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
5041
5042 /*
5043  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
5044  * tasks if there is an imbalance.
5045  */
5046 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
5047                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
5048                         int *balance)
5049 {
5050         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
5051         struct sched_group *group;
5052         struct rq *busiest;
5053         unsigned long flags;
5054         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
5055
5056         struct lb_env env = {
5057                 .sd             = sd,
5058                 .dst_cpu        = this_cpu,
5059                 .dst_rq         = this_rq,
5060                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
5061                 .idle           = idle,
5062                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
5063                 .cpus           = cpus,
5064         };
5065
5066         /*
5067          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
5068          * other cpus in our group
5069          */
5070         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5071                 env.dst_grpmask = NULL;
5072
5073         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
5074
5075         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
5076
5077 redo:
5078         group = find_busiest_group(&env, balance);
5079
5080         if (*balance == 0)
5081                 goto out_balanced;
5082
5083         if (!group) {
5084                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
5085                 goto out_balanced;
5086         }
5087
5088         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
5089         if (!busiest) {
5090                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
5091                 goto out_balanced;
5092         }
5093
5094         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
5095
5096         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
5097
5098         ld_moved = 0;
5099         if (busiest->nr_running > 1) {
5100                 /*
5101                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
5102                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
5103                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
5104                  * correctly treated as an imbalance.
5105                  */
5106                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
5107                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
5108                 env.src_rq    = busiest;
5109                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
5110
5111                 update_h_load(env.src_cpu);
5112 more_balance:
5113                 local_irq_save(flags);
5114                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
5115
5116                 /*
5117                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
5118                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
5119                  */
5120                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
5121                 ld_moved += cur_ld_moved;
5122                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
5123                 local_irq_restore(flags);
5124
5125                 /*
5126                  * some other cpu did the load balance for us.
5127                  */
5128                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
5129                         resched_cpu(env.dst_cpu);
5130
5131                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
5132                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
5133                         goto more_balance;
5134                 }
5135
5136                 /*
5137                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
5138                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
5139                  * where they can run. The upper limit on how many times we
5140                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
5141                  * sched_group.
5142                  *
5143                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
5144                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
5145                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
5146                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
5147                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
5148                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
5149                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
5150                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
5151                  * This however should not happen so much in practice and
5152                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
5153                  * excess load moved.
5154                  */
5155                 if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
5156
5157                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
5158                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
5159                         env.flags       &= ~LBF_SOME_PINNED;
5160                         env.loop         = 0;
5161                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
5162
5163                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5164                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
5165
5166                         /*
5167                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
5168                          * need to continue with same src_cpu.
5169                          */
5170                         goto more_balance;
5171                 }
5172
5173                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
5174                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
5175                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
5176                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
5177                                 env.loop = 0;
5178                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
5179                                 goto redo;
5180                         }
5181                         goto out_balanced;
5182                 }
5183         }
5184
5185         if (!ld_moved) {
5186                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
5187                 /*
5188                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
5189                  * We do not want newidle balance, which can be very
5190                  * frequent, pollute the failure counter causing
5191                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
5192                  */
5193                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
5194                         sd->nr_balance_failed++;
5195
5196                 if (need_active_balance(&env)) {
5197                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
5198
5199                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
5200                          * if the curr task on busiest cpu can't be
5201                          * moved to this_cpu
5202                          */
5203                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
5204                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
5205                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
5206                                                             flags);
5207                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
5208                                 goto out_one_pinned;
5209                         }
5210
5211                         /*
5212                          * ->active_balance synchronizes accesses to
5213                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
5214                          * only after active load balance is finished.
5215                          */
5216                         if (!busiest->active_balance) {
5217                                 busiest->active_balance = 1;
5218                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
5219                                 active_balance = 1;
5220                         }
5221                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
5222
5223                         if (active_balance) {
5224                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
5225                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
5226                                         &busiest->active_balance_work);
5227                         }
5228
5229                         /*
5230                          * We've kicked active balancing, reset the failure
5231                          * counter.
5232                          */
5233                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
5234                 }
5235         } else
5236                 sd->nr_balance_failed = 0;
5237
5238         if (likely(!active_balance)) {
5239                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
5240                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
5241         } else {
5242                 /*
5243                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
5244                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
5245                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
5246                  * move_tasks).
5247                  */
5248                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
5249                         sd->balance_interval *= 2;
5250         }
5251
5252         goto out;
5253
5254 out_balanced:
5255         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
5256
5257         sd->nr_balance_failed = 0;
5258
5259 out_one_pinned:
5260         /* tune up the balancing interval */
5261         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
5262                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
5263                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
5264                 sd->balance_interval *= 2;
5265
5266         ld_moved = 0;
5267 out:
5268         return ld_moved;
5269 }
5270
5271 /*
5272  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
5273  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
5274  */
5275 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
5276 {
5277         struct sched_domain *sd;
5278         int pulled_task = 0;
5279         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
5280
5281         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
5282
5283         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
5284                 return;
5285
5286         /*
5287          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
5288          */
5289         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
5290
5291         update_blocked_averages(this_cpu);
5292         rcu_read_lock();
5293         for_each_domain(this_cpu, sd) {
5294                 unsigned long interval;
5295                 int balance = 1;
5296
5297                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5298                         continue;
5299
5300                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
5301                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
5302                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
5303                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
5304                 }
5305
5306                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5307                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
5308                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5309                 if (pulled_task) {
5310                         this_rq->idle_stamp = 0;
5311                         break;
5312                 }
5313         }
5314         rcu_read_unlock();
5315
5316         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
5317
5318         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
5319                 /*
5320                  * We are going idle. next_balance may be set based on
5321                  * a busy processor. So reset next_balance.
5322                  */
5323                 this_rq->next_balance = next_balance;
5324         }
5325 }
5326
5327 /*
5328  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
5329  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
5330  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
5331  * avoids physical / logical imbalances.
5332  */
5333 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
5334 {
5335         struct rq *busiest_rq = data;
5336         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
5337         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
5338         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
5339         struct sched_domain *sd;
5340
5341         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
5342
5343         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
5344         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
5345                      !busiest_rq->active_balance))
5346                 goto out_unlock;
5347
5348         /* Is there any task to move? */
5349         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
5350                 goto out_unlock;
5351
5352         /*
5353          * This condition is "impossible", if it occurs
5354          * we need to fix it. Originally reported by
5355          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
5356          */
5357         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
5358
5359         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
5360         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
5361
5362         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
5363         rcu_read_lock();
5364         for_each_domain(target_cpu, sd) {
5365                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
5366                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
5367                                 break;
5368         }
5369
5370         if (likely(sd)) {
5371                 struct lb_env env = {
5372                         .sd             = sd,
5373                         .dst_cpu        = target_cpu,
5374                         .dst_rq         = target_rq,
5375                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
5376                         .src_rq         = busiest_rq,
5377                         .idle           = CPU_IDLE,
5378                 };
5379
5380                 schedstat_inc(sd, alb_count);
5381
5382                 if (move_one_task(&env))
5383                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
5384                 else
5385                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
5386         }
5387         rcu_read_unlock();
5388         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
5389 out_unlock:
5390         busiest_rq->active_balance = 0;
5391         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
5392         return 0;
5393 }
5394
5395 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5396 /*
5397  * idle load balancing details
5398  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
5399  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
5400  *   load balancing for all the idle CPUs.
5401  */
5402 static struct {
5403         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5404         atomic_t nr_cpus;
5405         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5406 } nohz ____cacheline_aligned;
5407
5408 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
5409 {
5410         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
5411
5412         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
5413                 return ilb;
5414
5415         return nr_cpu_ids;
5416 }
5417
5418 /*
5419  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
5420  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
5421  * CPU (if there is one).
5422  */
5423 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
5424 {
5425         int ilb_cpu;
5426
5427         nohz.next_balance++;
5428
5429         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
5430
5431         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
5432                 return;
5433
5434         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
5435                 return;
5436         /*
5437          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
5438          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
5439          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
5440          * will be run before returning from the IPI.
5441          */
5442         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
5443         return;
5444 }
5445
5446 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
5447 {
5448         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
5449                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5450                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
5451                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5452         }
5453 }
5454
5455 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
5456 {
5457         struct sched_domain *sd;
5458
5459         rcu_read_lock();
5460         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
5461
5462         if (!sd || !sd->nohz_idle)
5463                 goto unlock;
5464         sd->nohz_idle = 0;
5465
5466         for (; sd; sd = sd->parent)
5467                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5468 unlock:
5469         rcu_read_unlock();
5470 }
5471
5472 void set_cpu_sd_state_idle(void)
5473 {
5474         struct sched_domain *sd;
5475
5476         rcu_read_lock();
5477         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
5478
5479         if (!sd || sd->nohz_idle)
5480                 goto unlock;
5481         sd->nohz_idle = 1;
5482
5483         for (; sd; sd = sd->parent)
5484                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5485 unlock:
5486         rcu_read_unlock();
5487 }
5488
5489 /*
5490  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
5491  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
5492  */
5493 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
5494 {
5495         /*
5496          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
5497          */
5498         if (!cpu_active(cpu))
5499                 return;
5500
5501         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
5502                 return;
5503
5504         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5505         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
5506         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5507 }
5508
5509 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
5510                                         unsigned long action, void *hcpu)
5511 {
5512         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5513         case CPU_DYING:
5514                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
5515                 return NOTIFY_OK;
5516         default:
5517                 return NOTIFY_DONE;
5518         }
5519 }
5520 #endif
5521
5522 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
5523
5524 /*
5525  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
5526  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
5527  */
5528 void update_max_interval(void)
5529 {
5530         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
5531 }
5532
5533 /*
5534  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
5535  * and initiates a balancing operation if so.
5536  *
5537  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
5538  */
5539 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
5540 {
5541         int balance = 1;
5542         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5543         unsigned long interval;
5544         struct sched_domain *sd;
5545         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
5546         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
5547         int update_next_balance = 0;
5548         int need_serialize;
5549
5550         update_blocked_averages(cpu);
5551
5552         rcu_read_lock();
5553         for_each_domain(cpu, sd) {
5554                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5555                         continue;
5556
5557                 interval = sd->balance_interval;
5558                 if (idle != CPU_IDLE)
5559                         interval *= sd->busy_factor;
5560
5561                 /* scale ms to jiffies */
5562                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
5563                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5564
5565                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
5566
5567                 if (need_serialize) {
5568                         if (!spin_trylock(&balancing))
5569                                 goto out;
5570                 }
5571
5572                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
5573                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
5574                                 /*
5575                                  * The LBF_SOME_PINNED logic could have changed
5576                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
5577                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
5578                                  */
5579                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
5580                         }
5581                         sd->last_balance = jiffies;
5582                 }
5583                 if (need_serialize)
5584                         spin_unlock(&balancing);
5585 out:
5586                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
5587                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5588                         update_next_balance = 1;
5589                 }
5590
5591                 /*
5592                  * Stop the load balance at this level. There is another
5593                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
5594                  * actively.
5595                  */
5596                 if (!balance)
5597                         break;
5598         }
5599         rcu_read_unlock();
5600
5601         /*
5602          * next_balance will be updated only when there is a need.
5603          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
5604          * updated.
5605          */
5606         if (likely(update_next_balance))
5607                 rq->next_balance = next_balance;
5608 }
5609
5610 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5611 /*
5612  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
5613  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
5614  */
5615 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
5616 {
5617         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5618         struct rq *rq;
5619         int balance_cpu;
5620
5621         if (idle != CPU_IDLE ||
5622             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
5623                 goto end;
5624
5625         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
5626                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
5627                         continue;
5628
5629                 /*
5630                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
5631                  * work being done for other cpus. Next load
5632                  * balancing owner will pick it up.
5633                  */
5634                 if (need_resched())
5635                         break;
5636
5637                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
5638
5639                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
5640                 update_rq_clock(rq);
5641                 update_idle_cpu_load(rq);
5642                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
5643
5644                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
5645
5646                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
5647                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
5648         }
5649         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
5650 end:
5651         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
5652 }
5653
5654 /*
5655  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
5656  * of an idle cpu is the system.
5657  *   - This rq has more than one task.
5658  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
5659  *     busy cpu's exceeding the group's power.
5660  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
5661  *     domain span are idle.
5662  */
5663 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
5664 {
5665         unsigned long now = jiffies;
5666         struct sched_domain *sd;
5667
5668         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
5669                 return 0;
5670
5671        /*
5672         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
5673         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
5674         */
5675         set_cpu_sd_state_busy();
5676         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5677
5678         /*
5679          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
5680          * balancing.
5681          */
5682         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
5683                 return 0;
5684
5685         if (time_before(now, nohz.next_balance))
5686                 return 0;
5687
5688         if (rq->nr_running >= 2)
5689                 goto need_kick;
5690
5691         rcu_read_lock();
5692         for_each_domain(cpu, sd) {
5693                 struct sched_group *sg = sd->groups;
5694                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
5695                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
5696
5697                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
5698                         goto need_kick_unlock;
5699
5700                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
5701                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
5702                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
5703                         goto need_kick_unlock;
5704
5705                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
5706                         break;
5707         }
5708         rcu_read_unlock();
5709         return 0;
5710
5711 need_kick_unlock:
5712         rcu_read_unlock();
5713 need_kick:
5714         return 1;
5715 }
5716 #else
5717 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
5718 #endif
5719
5720 /*
5721  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
5722  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
5723  */
5724 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
5725 {
5726         int this_cpu = smp_processor_id();
5727         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5728         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
5729                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
5730
5731         rebalance_domains(this_cpu, idle);
5732
5733         /*
5734          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
5735          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
5736          * stopped.
5737          */
5738         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
5739 }
5740
5741 static inline int on_null_domain(int cpu)
5742 {
5743         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
5744 }
5745
5746 /*
5747  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
5748  */
5749 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
5750 {
5751         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
5752         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
5753             likely(!on_null_domain(cpu)))
5754                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
5755 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5756         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
5757                 nohz_balancer_kick(cpu);
5758 #endif
5759 }
5760
5761 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
5762 {
5763         update_sysctl();
5764 }
5765
5766 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
5767 {
5768         update_sysctl();
5769
5770         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
5771         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
5772 }
5773
5774 #endif /* CONFIG_SMP */
5775
5776 /*
5777  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
5778  */
5779 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
5780 {
5781         struct cfs_rq *cfs_rq;
5782         struct sched_entity *se = &curr->se;
5783
5784         for_each_sched_entity(se) {
5785                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5786                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
5787         }
5788
5789         if (numabalancing_enabled)
5790                 task_tick_numa(rq, curr);
5791
5792         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
5793 }
5794
5795 /*
5796  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
5797  *  - child not yet on the tasklist
5798  *  - preemption disabled
5799  */
5800 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
5801 {
5802         struct cfs_rq *cfs_rq;
5803         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
5804         int this_cpu = smp_processor_id();
5805         struct rq *rq = this_rq();
5806         unsigned long flags;
5807
5808         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5809
5810         update_rq_clock(rq);
5811
5812         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
5813         curr = cfs_rq->curr;
5814
5815         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu)) {
5816                 rcu_read_lock();
5817                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
5818                 rcu_read_unlock();
5819         }
5820
5821         update_curr(cfs_rq);
5822
5823         if (curr)
5824                 se->vruntime = curr->vruntime;
5825         place_entity(cfs_rq, se, 1);
5826
5827         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
5828                 /*
5829                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
5830                  * 'current' within the tree based on its new key value.
5831                  */
5832                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
5833                 resched_task(rq->curr);
5834         }
5835
5836         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5837
5838         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5839 }
5840
5841 /*
5842  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
5843  * the current task.
5844  */
5845 static void
5846 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
5847 {
5848         if (!p->se.on_rq)
5849                 return;
5850
5851         /*
5852          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
5853          * our priority decreased, or if we are not currently running on
5854          * this runqueue and our priority is higher than the current's
5855          */
5856         if (rq->curr == p) {
5857                 if (p->prio > oldprio)
5858                         resched_task(rq->curr);
5859         } else
5860                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5861 }
5862
5863 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5864 {
5865         struct sched_entity *se = &p->se;
5866         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5867
5868         /*
5869          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
5870          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
5871          * do the right thing.
5872          *
5873          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
5874          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
5875          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
5876          */
5877         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
5878                 /*
5879                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
5880                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
5881                  */
5882                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
5883                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5884         }
5885
5886 #ifdef CONFIG_SMP
5887         /*
5888         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
5889         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
5890         * switch back.
5891         */
5892         if (p->se.avg.decay_count) {
5893                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
5894                 __synchronize_entity_decay(&p->se);
5895                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq,
5896                                 p->se.avg.load_avg_contrib);
5897         }
5898 #endif
5899 }
5900
5901 /*
5902  * We switched to the sched_fair class.
5903  */
5904 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5905 {
5906         if (!p->se.on_rq)
5907                 return;
5908
5909         /*
5910          * We were most likely switched from sched_rt, so
5911          * kick off the schedule if running, otherwise just see
5912          * if we can still preempt the current task.
5913          */
5914         if (rq->curr == p)
5915                 resched_task(rq->curr);
5916         else
5917                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5918 }
5919
5920 /* Account for a task changing its policy or group.
5921  *
5922  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
5923  * migrates between groups/classes.
5924  */
5925 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
5926 {
5927         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
5928
5929         for_each_sched_entity(se) {
5930                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5931
5932                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5933                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
5934                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5935         }
5936 }
5937
5938 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5939 {
5940         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
5941         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
5942 #ifndef CONFIG_64BIT
5943         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
5944 #endif
5945 #ifdef CONFIG_SMP
5946         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
5947         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
5948 #endif
5949 }
5950
5951 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5952 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
5953 {
5954         struct cfs_rq *cfs_rq;
5955         /*
5956          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
5957          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
5958          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
5959          * bonus in place_entity()).
5960          *
5961          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
5962          * ->vruntime to a relative base.
5963          *
5964          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
5965          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
5966          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
5967          */
5968         /*
5969          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
5970          * But there are some cases where it has already been normalized:
5971          *
5972          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
5973          *   wake_up_new_task().
5974          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
5975          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
5976          *
5977          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
5978          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
5979          */
5980         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
5981                 on_rq = 1;
5982
5983         if (!on_rq)
5984                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5985         set_task_rq(p, task_cpu(p));
5986         if (!on_rq) {
5987                 cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
5988                 p->se.vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
5989 #ifdef CONFIG_SMP
5990                 /*
5991                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
5992                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
5993                  * decay.
5994                  */
5995                 p->se.avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
5996                 cfs_rq->blocked_load_avg += p->se.avg.load_avg_contrib;
5997 #endif
5998         }
5999 }
6000
6001 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
6002 {
6003         int i;
6004
6005         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
6006
6007         for_each_possible_cpu(i) {
6008                 if (tg->cfs_rq)
6009                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
6010                 if (tg->se)
6011                         kfree(tg->se[i]);
6012         }
6013
6014         kfree(tg->cfs_rq);
6015         kfree(tg->se);
6016 }
6017
6018 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6019 {
6020         struct cfs_rq *cfs_rq;
6021         struct sched_entity *se;
6022         int i;
6023
6024         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
6025         if (!tg->cfs_rq)
6026                 goto err;
6027         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
6028         if (!tg->se)
6029                 goto err;
6030
6031         tg->shares = NICE_0_LOAD;
6032
6033         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
6034
6035         for_each_possible_cpu(i) {
6036                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
6037                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6038                 if (!cfs_rq)
6039                         goto err;
6040
6041                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
6042                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6043                 if (!se)
6044                         goto err_free_rq;
6045
6046                 init_cfs_rq(cfs_rq);
6047                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
6048         }
6049
6050         return 1;
6051
6052 err_free_rq:
6053         kfree(cfs_rq);
6054 err:
6055         return 0;
6056 }
6057
6058 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
6059 {
6060         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6061         unsigned long flags;
6062
6063         /*
6064         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
6065         * check on_list without danger of it being re-added.
6066         */
6067         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
6068                 return;
6069
6070         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6071         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
6072         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6073 }
6074
6075 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
6076                         struct sched_entity *se, int cpu,
6077                         struct sched_entity *parent)
6078 {
6079         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6080
6081         cfs_rq->tg = tg;
6082         cfs_rq->rq = rq;
6083         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
6084
6085         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
6086         tg->se[cpu] = se;
6087
6088         /* se could be NULL for root_task_group */
6089         if (!se)
6090                 return;
6091
6092         if (!parent)
6093                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
6094         else
6095                 se->cfs_rq = parent->my_q;
6096
6097         se->my_q = cfs_rq;
6098         update_load_set(&se->load, 0);
6099         se->parent = parent;
6100 }
6101
6102 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
6103
6104 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
6105 {
6106         int i;
6107         unsigned long flags;
6108
6109         /*
6110          * We can't change the weight of the root cgroup.
6111          */
6112         if (!tg->se[0])
6113                 return -EINVAL;
6114
6115         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
6116
6117         mutex_lock(&shares_mutex);
6118         if (tg->shares == shares)
6119                 goto done;
6120
6121         tg->shares = shares;
6122         for_each_possible_cpu(i) {
6123                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6124                 struct sched_entity *se;
6125
6126                 se = tg->se[i];
6127                 /* Propagate contribution to hierarchy */
6128                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6129
6130                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
6131                 update_rq_clock(rq);
6132                 for_each_sched_entity(se)
6133                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
6134                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6135         }
6136
6137 done:
6138         mutex_unlock(&shares_mutex);
6139         return 0;
6140 }
6141 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6142
6143 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
6144
6145 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6146 {
6147         return 1;
6148 }
6149
6150 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
6151
6152 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6153
6154
6155 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
6156 {
6157         struct sched_entity *se = &task->se;
6158         unsigned int rr_interval = 0;
6159
6160         /*
6161          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
6162          * idle runqueue:
6163          */
6164         if (rq->cfs.load.weight)
6165                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
6166
6167         return rr_interval;
6168 }
6169
6170 /*
6171  * All the scheduling class methods:
6172  */
6173 const struct sched_class fair_sched_class = {
6174         .next                   = &idle_sched_class,
6175         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
6176         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
6177         .yield_task             = yield_task_fair,
6178         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
6179
6180         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
6181
6182         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
6183         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
6184
6185 #ifdef CONFIG_SMP
6186         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
6187         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
6188
6189         .rq_online              = rq_online_fair,
6190         .rq_offline             = rq_offline_fair,
6191
6192         .task_waking            = task_waking_fair,
6193 #endif
6194
6195         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
6196         .task_tick              = task_tick_fair,
6197         .task_fork              = task_fork_fair,
6198
6199         .prio_changed           = prio_changed_fair,
6200         .switched_from          = switched_from_fair,
6201         .switched_to            = switched_to_fair,
6202
6203         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
6204
6205 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6206         .task_move_group        = task_move_group_fair,
6207 #endif
6208 };
6209
6210 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6211 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
6212 {
6213         struct cfs_rq *cfs_rq;
6214
6215         rcu_read_lock();
6216         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
6217                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
6218         rcu_read_unlock();
6219 }
6220 #endif
6221
6222 __init void init_sched_fair_class(void)
6223 {
6224 #ifdef CONFIG_SMP
6225         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
6226
6227 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6228         nohz.next_balance = jiffies;
6229         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
6230         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
6231 #endif
6232 #endif /* SMP */
6233
6234 }