Merge git://1984.lsi.us.es/nf-next
[cascardo/linux.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
30 #include <trace/events/sched.h>
31
32 #include "sched.h"
33
34 /*
35  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
36  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
37  *
38  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
39  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
40  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
41  * based scheduling concepts.
42  *
43  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
44  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
45  */
46 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
47 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
48
49 /*
50  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
51  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
52  *
53  * Options are:
54  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
55  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
56  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
57  */
58 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
59         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
60
61 /*
62  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
63  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
64  */
65 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
66 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
67
68 /*
69  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
70  */
71 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
72
73 /*
74  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
75  * parent will (try to) run first.
76  */
77 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
78
79 /*
80  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
81  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
82  *
83  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
84  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
85  * have immediate wakeup/sleep latencies.
86  */
87 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
88 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
89
90 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
91
92 /*
93  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
94  * distribution.
95  * (default: 10msec)
96  */
97 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
98
99 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
100 /*
101  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
102  * each time a cfs_rq requests quota.
103  *
104  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
105  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
106  * we will always only issue the remaining available time.
107  *
108  * default: 5 msec, units: microseconds
109   */
110 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
111 #endif
112
113 /*
114  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
115  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
116  * to users decreases. But the relationship is not linear,
117  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
118  * number of CPUs.
119  *
120  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
121  */
122 static int get_update_sysctl_factor(void)
123 {
124         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
125         unsigned int factor;
126
127         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
128         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
129                 factor = 1;
130                 break;
131         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
132                 factor = cpus;
133                 break;
134         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
135         default:
136                 factor = 1 + ilog2(cpus);
137                 break;
138         }
139
140         return factor;
141 }
142
143 static void update_sysctl(void)
144 {
145         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
146
147 #define SET_SYSCTL(name) \
148         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
149         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
150         SET_SYSCTL(sched_latency);
151         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
152 #undef SET_SYSCTL
153 }
154
155 void sched_init_granularity(void)
156 {
157         update_sysctl();
158 }
159
160 #if BITS_PER_LONG == 32
161 # define WMULT_CONST    (~0UL)
162 #else
163 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
164 #endif
165
166 #define WMULT_SHIFT     32
167
168 /*
169  * Shift right and round:
170  */
171 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
172
173 /*
174  * delta *= weight / lw
175  */
176 static unsigned long
177 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
178                 struct load_weight *lw)
179 {
180         u64 tmp;
181
182         /*
183          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
184          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
185          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
186          */
187         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
188                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
189         else
190                 tmp = (u64)delta_exec;
191
192         if (!lw->inv_weight) {
193                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
194
195                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
196                         lw->inv_weight = 1;
197                 else if (unlikely(!w))
198                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
199                 else
200                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
201         }
202
203         /*
204          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
205          */
206         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
207                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
208                         WMULT_SHIFT/2);
209         else
210                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
211
212         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
213 }
214
215
216 const struct sched_class fair_sched_class;
217
218 /**************************************************************
219  * CFS operations on generic schedulable entities:
220  */
221
222 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
223
224 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
225 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
226 {
227         return cfs_rq->rq;
228 }
229
230 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
231 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
232
233 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
234 {
235 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
236         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
237 #endif
238         return container_of(se, struct task_struct, se);
239 }
240
241 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
242 #define for_each_sched_entity(se) \
243                 for (; se; se = se->parent)
244
245 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
246 {
247         return p->se.cfs_rq;
248 }
249
250 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
251 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
252 {
253         return se->cfs_rq;
254 }
255
256 /* runqueue "owned" by this group */
257 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
258 {
259         return grp->my_q;
260 }
261
262 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
263 {
264         if (!cfs_rq->on_list) {
265                 /*
266                  * Ensure we either appear before our parent (if already
267                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
268                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
269                  * reduces this to two cases.
270                  */
271                 if (cfs_rq->tg->parent &&
272                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
273                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
274                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
275                 } else {
276                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
277                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
278                 }
279
280                 cfs_rq->on_list = 1;
281         }
282 }
283
284 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
285 {
286         if (cfs_rq->on_list) {
287                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
288                 cfs_rq->on_list = 0;
289         }
290 }
291
292 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
293 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
294         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
295
296 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
297 static inline int
298 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
299 {
300         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
301                 return 1;
302
303         return 0;
304 }
305
306 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
307 {
308         return se->parent;
309 }
310
311 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
312 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
313 {
314         int depth = 0;
315
316         for_each_sched_entity(se)
317                 depth++;
318
319         return depth;
320 }
321
322 static void
323 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
324 {
325         int se_depth, pse_depth;
326
327         /*
328          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
329          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
330          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
331          * parent.
332          */
333
334         /* First walk up until both entities are at same depth */
335         se_depth = depth_se(*se);
336         pse_depth = depth_se(*pse);
337
338         while (se_depth > pse_depth) {
339                 se_depth--;
340                 *se = parent_entity(*se);
341         }
342
343         while (pse_depth > se_depth) {
344                 pse_depth--;
345                 *pse = parent_entity(*pse);
346         }
347
348         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
349                 *se = parent_entity(*se);
350                 *pse = parent_entity(*pse);
351         }
352 }
353
354 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
355
356 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
357 {
358         return container_of(se, struct task_struct, se);
359 }
360
361 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
362 {
363         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
364 }
365
366 #define entity_is_task(se)      1
367
368 #define for_each_sched_entity(se) \
369                 for (; se; se = NULL)
370
371 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
372 {
373         return &task_rq(p)->cfs;
374 }
375
376 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
377 {
378         struct task_struct *p = task_of(se);
379         struct rq *rq = task_rq(p);
380
381         return &rq->cfs;
382 }
383
384 /* runqueue "owned" by this group */
385 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
386 {
387         return NULL;
388 }
389
390 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
391 {
392 }
393
394 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
395 {
396 }
397
398 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
399                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
400
401 static inline int
402 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
403 {
404         return 1;
405 }
406
407 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
408 {
409         return NULL;
410 }
411
412 static inline void
413 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
414 {
415 }
416
417 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
418
419 static __always_inline
420 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec);
421
422 /**************************************************************
423  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
424  */
425
426 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
427 {
428         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
429         if (delta > 0)
430                 min_vruntime = vruntime;
431
432         return min_vruntime;
433 }
434
435 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
436 {
437         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
438         if (delta < 0)
439                 min_vruntime = vruntime;
440
441         return min_vruntime;
442 }
443
444 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
445                                 struct sched_entity *b)
446 {
447         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
448 }
449
450 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
451 {
452         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
453
454         if (cfs_rq->curr)
455                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
456
457         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
458                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
459                                                    struct sched_entity,
460                                                    run_node);
461
462                 if (!cfs_rq->curr)
463                         vruntime = se->vruntime;
464                 else
465                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
466         }
467
468         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
469 #ifndef CONFIG_64BIT
470         smp_wmb();
471         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
472 #endif
473 }
474
475 /*
476  * Enqueue an entity into the rb-tree:
477  */
478 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
479 {
480         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
481         struct rb_node *parent = NULL;
482         struct sched_entity *entry;
483         int leftmost = 1;
484
485         /*
486          * Find the right place in the rbtree:
487          */
488         while (*link) {
489                 parent = *link;
490                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
491                 /*
492                  * We dont care about collisions. Nodes with
493                  * the same key stay together.
494                  */
495                 if (entity_before(se, entry)) {
496                         link = &parent->rb_left;
497                 } else {
498                         link = &parent->rb_right;
499                         leftmost = 0;
500                 }
501         }
502
503         /*
504          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
505          * used):
506          */
507         if (leftmost)
508                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
509
510         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
511         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
512 }
513
514 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
515 {
516         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
517                 struct rb_node *next_node;
518
519                 next_node = rb_next(&se->run_node);
520                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
521         }
522
523         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
524 }
525
526 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
527 {
528         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
529
530         if (!left)
531                 return NULL;
532
533         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
534 }
535
536 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
537 {
538         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
539
540         if (!next)
541                 return NULL;
542
543         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
544 }
545
546 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
547 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
548 {
549         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
550
551         if (!last)
552                 return NULL;
553
554         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
555 }
556
557 /**************************************************************
558  * Scheduling class statistics methods:
559  */
560
561 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
562                 void __user *buffer, size_t *lenp,
563                 loff_t *ppos)
564 {
565         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
566         int factor = get_update_sysctl_factor();
567
568         if (ret || !write)
569                 return ret;
570
571         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
572                                         sysctl_sched_min_granularity);
573
574 #define WRT_SYSCTL(name) \
575         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
576         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
577         WRT_SYSCTL(sched_latency);
578         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
579 #undef WRT_SYSCTL
580
581         return 0;
582 }
583 #endif
584
585 /*
586  * delta /= w
587  */
588 static inline unsigned long
589 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
590 {
591         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
592                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
593
594         return delta;
595 }
596
597 /*
598  * The idea is to set a period in which each task runs once.
599  *
600  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
601  * this period because otherwise the slices get too small.
602  *
603  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
604  */
605 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
606 {
607         u64 period = sysctl_sched_latency;
608         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
609
610         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
611                 period = sysctl_sched_min_granularity;
612                 period *= nr_running;
613         }
614
615         return period;
616 }
617
618 /*
619  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
620  * proportional to the weight.
621  *
622  * s = p*P[w/rw]
623  */
624 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
625 {
626         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
627
628         for_each_sched_entity(se) {
629                 struct load_weight *load;
630                 struct load_weight lw;
631
632                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
633                 load = &cfs_rq->load;
634
635                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
636                         lw = cfs_rq->load;
637
638                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
639                         load = &lw;
640                 }
641                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
642         }
643         return slice;
644 }
645
646 /*
647  * We calculate the vruntime slice of a to be inserted task
648  *
649  * vs = s/w
650  */
651 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
652 {
653         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
654 }
655
656 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update);
657 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq);
658
659 /*
660  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
661  * are not in our scheduling class.
662  */
663 static inline void
664 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
665               unsigned long delta_exec)
666 {
667         unsigned long delta_exec_weighted;
668
669         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
670                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
671
672         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
673         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
674         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
675
676         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
677         update_min_vruntime(cfs_rq);
678
679 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
680         cfs_rq->load_unacc_exec_time += delta_exec;
681 #endif
682 }
683
684 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
685 {
686         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
687         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
688         unsigned long delta_exec;
689
690         if (unlikely(!curr))
691                 return;
692
693         /*
694          * Get the amount of time the current task was running
695          * since the last time we changed load (this cannot
696          * overflow on 32 bits):
697          */
698         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
699         if (!delta_exec)
700                 return;
701
702         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
703         curr->exec_start = now;
704
705         if (entity_is_task(curr)) {
706                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
707
708                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
709                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
710                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
711         }
712
713         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
714 }
715
716 static inline void
717 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
718 {
719         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
720 }
721
722 /*
723  * Task is being enqueued - update stats:
724  */
725 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
726 {
727         /*
728          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
729          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
730          */
731         if (se != cfs_rq->curr)
732                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
733 }
734
735 static void
736 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
737 {
738         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
739                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
740         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
741         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
742                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
743 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
744         if (entity_is_task(se)) {
745                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
746                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
747         }
748 #endif
749         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
750 }
751
752 static inline void
753 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
754 {
755         /*
756          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
757          * waiting task:
758          */
759         if (se != cfs_rq->curr)
760                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
761 }
762
763 /*
764  * We are picking a new current task - update its stats:
765  */
766 static inline void
767 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
768 {
769         /*
770          * We are starting a new run period:
771          */
772         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
773 }
774
775 /**************************************************
776  * Scheduling class queueing methods:
777  */
778
779 static void
780 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
781 {
782         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
783         if (!parent_entity(se))
784                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
785 #ifdef CONFIG_SMP
786         if (entity_is_task(se))
787                 list_add(&se->group_node, &rq_of(cfs_rq)->cfs_tasks);
788 #endif
789         cfs_rq->nr_running++;
790 }
791
792 static void
793 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
794 {
795         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
796         if (!parent_entity(se))
797                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
798         if (entity_is_task(se))
799                 list_del_init(&se->group_node);
800         cfs_rq->nr_running--;
801 }
802
803 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
804 /* we need this in update_cfs_load and load-balance functions below */
805 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
806 # ifdef CONFIG_SMP
807 static void update_cfs_rq_load_contribution(struct cfs_rq *cfs_rq,
808                                             int global_update)
809 {
810         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
811         long load_avg;
812
813         load_avg = div64_u64(cfs_rq->load_avg, cfs_rq->load_period+1);
814         load_avg -= cfs_rq->load_contribution;
815
816         if (global_update || abs(load_avg) > cfs_rq->load_contribution / 8) {
817                 atomic_add(load_avg, &tg->load_weight);
818                 cfs_rq->load_contribution += load_avg;
819         }
820 }
821
822 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
823 {
824         u64 period = sysctl_sched_shares_window;
825         u64 now, delta;
826         unsigned long load = cfs_rq->load.weight;
827
828         if (cfs_rq->tg == &root_task_group || throttled_hierarchy(cfs_rq))
829                 return;
830
831         now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
832         delta = now - cfs_rq->load_stamp;
833
834         /* truncate load history at 4 idle periods */
835         if (cfs_rq->load_stamp > cfs_rq->load_last &&
836             now - cfs_rq->load_last > 4 * period) {
837                 cfs_rq->load_period = 0;
838                 cfs_rq->load_avg = 0;
839                 delta = period - 1;
840         }
841
842         cfs_rq->load_stamp = now;
843         cfs_rq->load_unacc_exec_time = 0;
844         cfs_rq->load_period += delta;
845         if (load) {
846                 cfs_rq->load_last = now;
847                 cfs_rq->load_avg += delta * load;
848         }
849
850         /* consider updating load contribution on each fold or truncate */
851         if (global_update || cfs_rq->load_period > period
852             || !cfs_rq->load_period)
853                 update_cfs_rq_load_contribution(cfs_rq, global_update);
854
855         while (cfs_rq->load_period > period) {
856                 /*
857                  * Inline assembly required to prevent the compiler
858                  * optimising this loop into a divmod call.
859                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
860                  */
861                 asm("" : "+rm" (cfs_rq->load_period));
862                 cfs_rq->load_period /= 2;
863                 cfs_rq->load_avg /= 2;
864         }
865
866         if (!cfs_rq->curr && !cfs_rq->nr_running && !cfs_rq->load_avg)
867                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
868 }
869
870 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
871 {
872         long tg_weight;
873
874         /*
875          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
876          * to gain a more accurate current total weight. See
877          * update_cfs_rq_load_contribution().
878          */
879         tg_weight = atomic_read(&tg->load_weight);
880         tg_weight -= cfs_rq->load_contribution;
881         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
882
883         return tg_weight;
884 }
885
886 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
887 {
888         long tg_weight, load, shares;
889
890         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
891         load = cfs_rq->load.weight;
892
893         shares = (tg->shares * load);
894         if (tg_weight)
895                 shares /= tg_weight;
896
897         if (shares < MIN_SHARES)
898                 shares = MIN_SHARES;
899         if (shares > tg->shares)
900                 shares = tg->shares;
901
902         return shares;
903 }
904
905 static void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
906 {
907         if (cfs_rq->load_unacc_exec_time > sysctl_sched_shares_window) {
908                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
909                 update_cfs_shares(cfs_rq);
910         }
911 }
912 # else /* CONFIG_SMP */
913 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
914 {
915 }
916
917 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
918 {
919         return tg->shares;
920 }
921
922 static inline void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
923 {
924 }
925 # endif /* CONFIG_SMP */
926 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
927                             unsigned long weight)
928 {
929         if (se->on_rq) {
930                 /* commit outstanding execution time */
931                 if (cfs_rq->curr == se)
932                         update_curr(cfs_rq);
933                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
934         }
935
936         update_load_set(&se->load, weight);
937
938         if (se->on_rq)
939                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
940 }
941
942 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
943 {
944         struct task_group *tg;
945         struct sched_entity *se;
946         long shares;
947
948         tg = cfs_rq->tg;
949         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
950         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
951                 return;
952 #ifndef CONFIG_SMP
953         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
954                 return;
955 #endif
956         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
957
958         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
959 }
960 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
961 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
962 {
963 }
964
965 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
966 {
967 }
968
969 static inline void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
970 {
971 }
972 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
973
974 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
975 {
976 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
977         struct task_struct *tsk = NULL;
978
979         if (entity_is_task(se))
980                 tsk = task_of(se);
981
982         if (se->statistics.sleep_start) {
983                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
984
985                 if ((s64)delta < 0)
986                         delta = 0;
987
988                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
989                         se->statistics.sleep_max = delta;
990
991                 se->statistics.sleep_start = 0;
992                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
993
994                 if (tsk) {
995                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
996                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
997                 }
998         }
999         if (se->statistics.block_start) {
1000                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
1001
1002                 if ((s64)delta < 0)
1003                         delta = 0;
1004
1005                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
1006                         se->statistics.block_max = delta;
1007
1008                 se->statistics.block_start = 0;
1009                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1010
1011                 if (tsk) {
1012                         if (tsk->in_iowait) {
1013                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
1014                                 se->statistics.iowait_count++;
1015                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
1016                         }
1017
1018                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
1019
1020                         /*
1021                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
1022                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
1023                          * amount of time that the task spent sleeping:
1024                          */
1025                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
1026                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
1027                                                 (void *)get_wchan(tsk),
1028                                                 delta >> 20);
1029                         }
1030                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
1031                 }
1032         }
1033 #endif
1034 }
1035
1036 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1037 {
1038 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1039         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
1040
1041         if (d < 0)
1042                 d = -d;
1043
1044         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
1045                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
1046 #endif
1047 }
1048
1049 static void
1050 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
1051 {
1052         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
1053
1054         /*
1055          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
1056          * however the extra weight of the new task will slow them down a
1057          * little, place the new task so that it fits in the slot that
1058          * stays open at the end.
1059          */
1060         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
1061                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
1062
1063         /* sleeps up to a single latency don't count. */
1064         if (!initial) {
1065                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
1066
1067                 /*
1068                  * Halve their sleep time's effect, to allow
1069                  * for a gentler effect of sleepers:
1070                  */
1071                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
1072                         thresh >>= 1;
1073
1074                 vruntime -= thresh;
1075         }
1076
1077         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
1078         vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
1079
1080         se->vruntime = vruntime;
1081 }
1082
1083 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
1084
1085 static void
1086 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1087 {
1088         /*
1089          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
1090          * through callig update_curr().
1091          */
1092         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
1093                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
1094
1095         /*
1096          * Update run-time statistics of the 'current'.
1097          */
1098         update_curr(cfs_rq);
1099         update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1100         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1101         update_cfs_shares(cfs_rq);
1102
1103         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1104                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
1105                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1106         }
1107
1108         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1109         check_spread(cfs_rq, se);
1110         if (se != cfs_rq->curr)
1111                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1112         se->on_rq = 1;
1113
1114         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
1115                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
1116                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
1117         }
1118 }
1119
1120 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
1121 {
1122         for_each_sched_entity(se) {
1123                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1124                 if (cfs_rq->last == se)
1125                         cfs_rq->last = NULL;
1126                 else
1127                         break;
1128         }
1129 }
1130
1131 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
1132 {
1133         for_each_sched_entity(se) {
1134                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1135                 if (cfs_rq->next == se)
1136                         cfs_rq->next = NULL;
1137                 else
1138                         break;
1139         }
1140 }
1141
1142 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
1143 {
1144         for_each_sched_entity(se) {
1145                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1146                 if (cfs_rq->skip == se)
1147                         cfs_rq->skip = NULL;
1148                 else
1149                         break;
1150         }
1151 }
1152
1153 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1154 {
1155         if (cfs_rq->last == se)
1156                 __clear_buddies_last(se);
1157
1158         if (cfs_rq->next == se)
1159                 __clear_buddies_next(se);
1160
1161         if (cfs_rq->skip == se)
1162                 __clear_buddies_skip(se);
1163 }
1164
1165 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1166
1167 static void
1168 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1169 {
1170         /*
1171          * Update run-time statistics of the 'current'.
1172          */
1173         update_curr(cfs_rq);
1174
1175         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
1176         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
1177 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1178                 if (entity_is_task(se)) {
1179                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
1180
1181                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1182                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1183                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1184                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1185                 }
1186 #endif
1187         }
1188
1189         clear_buddies(cfs_rq, se);
1190
1191         if (se != cfs_rq->curr)
1192                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1193         se->on_rq = 0;
1194         update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1195         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1196
1197         /*
1198          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
1199          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
1200          * movement in our normalized position.
1201          */
1202         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
1203                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1204
1205         /* return excess runtime on last dequeue */
1206         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1207
1208         update_min_vruntime(cfs_rq);
1209         update_cfs_shares(cfs_rq);
1210 }
1211
1212 /*
1213  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1214  */
1215 static void
1216 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
1217 {
1218         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
1219         struct sched_entity *se;
1220         s64 delta;
1221
1222         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
1223         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
1224         if (delta_exec > ideal_runtime) {
1225                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1226                 /*
1227                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
1228                  * re-elected due to buddy favours.
1229                  */
1230                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
1231                 return;
1232         }
1233
1234         /*
1235          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
1236          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
1237          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
1238          */
1239         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
1240                 return;
1241
1242         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1243         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
1244
1245         if (delta < 0)
1246                 return;
1247
1248         if (delta > ideal_runtime)
1249                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1250 }
1251
1252 static void
1253 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1254 {
1255         /* 'current' is not kept within the tree. */
1256         if (se->on_rq) {
1257                 /*
1258                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
1259                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
1260                  * runqueue.
1261                  */
1262                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1263                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1264         }
1265
1266         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
1267         cfs_rq->curr = se;
1268 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1269         /*
1270          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
1271          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
1272          * when there are only lesser-weight tasks around):
1273          */
1274         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
1275                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
1276                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
1277         }
1278 #endif
1279         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
1280 }
1281
1282 static int
1283 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
1284
1285 /*
1286  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
1287  * 1) keep things fair between processes/task groups
1288  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
1289  * 3) pick the "last" process, for cache locality
1290  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
1291  */
1292 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
1293 {
1294         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1295         struct sched_entity *left = se;
1296
1297         /*
1298          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
1299          * be done without getting too unfair.
1300          */
1301         if (cfs_rq->skip == se) {
1302                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
1303                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
1304                         se = second;
1305         }
1306
1307         /*
1308          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
1309          */
1310         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
1311                 se = cfs_rq->last;
1312
1313         /*
1314          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
1315          */
1316         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
1317                 se = cfs_rq->next;
1318
1319         clear_buddies(cfs_rq, se);
1320
1321         return se;
1322 }
1323
1324 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1325
1326 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
1327 {
1328         /*
1329          * If still on the runqueue then deactivate_task()
1330          * was not called and update_curr() has to be done:
1331          */
1332         if (prev->on_rq)
1333                 update_curr(cfs_rq);
1334
1335         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
1336         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1337
1338         check_spread(cfs_rq, prev);
1339         if (prev->on_rq) {
1340                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
1341                 /* Put 'current' back into the tree. */
1342                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
1343         }
1344         cfs_rq->curr = NULL;
1345 }
1346
1347 static void
1348 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
1349 {
1350         /*
1351          * Update run-time statistics of the 'current'.
1352          */
1353         update_curr(cfs_rq);
1354
1355         /*
1356          * Update share accounting for long-running entities.
1357          */
1358         update_entity_shares_tick(cfs_rq);
1359
1360 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1361         /*
1362          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
1363          * validating it and just reschedule.
1364          */
1365         if (queued) {
1366                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1367                 return;
1368         }
1369         /*
1370          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
1371          */
1372         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
1373                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
1374                 return;
1375 #endif
1376
1377         if (cfs_rq->nr_running > 1)
1378                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
1379 }
1380
1381
1382 /**************************************************
1383  * CFS bandwidth control machinery
1384  */
1385
1386 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
1387
1388 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
1389 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
1390
1391 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
1392 {
1393         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
1394 }
1395
1396 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
1397 {
1398         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
1399         if (enabled && !was_enabled)
1400                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
1401         else if (!enabled && was_enabled)
1402                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
1403 }
1404 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
1405 static bool cfs_bandwidth_used(void)
1406 {
1407         return true;
1408 }
1409
1410 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
1411 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
1412
1413 /*
1414  * default period for cfs group bandwidth.
1415  * default: 0.1s, units: nanoseconds
1416  */
1417 static inline u64 default_cfs_period(void)
1418 {
1419         return 100000000ULL;
1420 }
1421
1422 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
1423 {
1424         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
1425 }
1426
1427 /*
1428  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
1429  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
1430  * additional synchronization around rq->lock.
1431  *
1432  * requires cfs_b->lock
1433  */
1434 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1435 {
1436         u64 now;
1437
1438         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1439                 return;
1440
1441         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
1442         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
1443         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
1444 }
1445
1446 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
1447 {
1448         return &tg->cfs_bandwidth;
1449 }
1450
1451 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
1452 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1453 {
1454         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1455         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
1456         u64 amount = 0, min_amount, expires;
1457
1458         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
1459         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
1460
1461         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1462         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1463                 amount = min_amount;
1464         else {
1465                 /*
1466                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
1467                  * period must have elapsed since the last consumption.
1468                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
1469                  * active.
1470                  */
1471                 if (!cfs_b->timer_active) {
1472                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
1473                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
1474                 }
1475
1476                 if (cfs_b->runtime > 0) {
1477                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
1478                         cfs_b->runtime -= amount;
1479                         cfs_b->idle = 0;
1480                 }
1481         }
1482         expires = cfs_b->runtime_expires;
1483         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1484
1485         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
1486         /*
1487          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
1488          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
1489          * issued.
1490          */
1491         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
1492                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
1493
1494         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
1495 }
1496
1497 /*
1498  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
1499  * fact that rq->clock snapshots this value.
1500  */
1501 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1502 {
1503         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1504         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1505
1506         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
1507         if (likely((s64)(rq->clock - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
1508                 return;
1509
1510         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
1511                 return;
1512
1513         /*
1514          * If the local deadline has passed we have to consider the
1515          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
1516          * has not truly expired.
1517          *
1518          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
1519          * whether the global deadline has advanced.
1520          */
1521
1522         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
1523                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
1524                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
1525         } else {
1526                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
1527                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
1528         }
1529 }
1530
1531 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
1532                                      unsigned long delta_exec)
1533 {
1534         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
1535         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
1536         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1537
1538         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
1539                 return;
1540
1541         /*
1542          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
1543          * hierarchy can be throttled
1544          */
1545         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
1546                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1547 }
1548
1549 static __always_inline
1550 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
1551 {
1552         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
1553                 return;
1554
1555         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
1556 }
1557
1558 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
1559 {
1560         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
1561 }
1562
1563 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
1564 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
1565 {
1566         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
1567 }
1568
1569 /*
1570  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
1571  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
1572  * load-balance operations.
1573  */
1574 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
1575                                     int src_cpu, int dest_cpu)
1576 {
1577         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
1578
1579         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
1580         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
1581
1582         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
1583                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
1584 }
1585
1586 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
1587 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
1588 {
1589         struct rq *rq = data;
1590         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1591
1592         cfs_rq->throttle_count--;
1593 #ifdef CONFIG_SMP
1594         if (!cfs_rq->throttle_count) {
1595                 u64 delta = rq->clock_task - cfs_rq->load_stamp;
1596
1597                 /* leaving throttled state, advance shares averaging windows */
1598                 cfs_rq->load_stamp += delta;
1599                 cfs_rq->load_last += delta;
1600
1601                 /* update entity weight now that we are on_rq again */
1602                 update_cfs_shares(cfs_rq);
1603         }
1604 #endif
1605
1606         return 0;
1607 }
1608
1609 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
1610 {
1611         struct rq *rq = data;
1612         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1613
1614         /* group is entering throttled state, record last load */
1615         if (!cfs_rq->throttle_count)
1616                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1617         cfs_rq->throttle_count++;
1618
1619         return 0;
1620 }
1621
1622 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
1623 {
1624         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1625         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1626         struct sched_entity *se;
1627         long task_delta, dequeue = 1;
1628
1629         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1630
1631         /* account load preceding throttle */
1632         rcu_read_lock();
1633         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
1634         rcu_read_unlock();
1635
1636         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
1637         for_each_sched_entity(se) {
1638                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
1639                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
1640                 if (!se->on_rq)
1641                         break;
1642
1643                 if (dequeue)
1644                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
1645                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
1646
1647                 if (qcfs_rq->load.weight)
1648                         dequeue = 0;
1649         }
1650
1651         if (!se)
1652                 rq->nr_running -= task_delta;
1653
1654         cfs_rq->throttled = 1;
1655         cfs_rq->throttled_timestamp = rq->clock;
1656         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1657         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
1658         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1659 }
1660
1661 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
1662 {
1663         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1664         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1665         struct sched_entity *se;
1666         int enqueue = 1;
1667         long task_delta;
1668
1669         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1670
1671         cfs_rq->throttled = 0;
1672         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1673         cfs_b->throttled_time += rq->clock - cfs_rq->throttled_timestamp;
1674         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
1675         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1676         cfs_rq->throttled_timestamp = 0;
1677
1678         update_rq_clock(rq);
1679         /* update hierarchical throttle state */
1680         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
1681
1682         if (!cfs_rq->load.weight)
1683                 return;
1684
1685         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
1686         for_each_sched_entity(se) {
1687                 if (se->on_rq)
1688                         enqueue = 0;
1689
1690                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1691                 if (enqueue)
1692                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
1693                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
1694
1695                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1696                         break;
1697         }
1698
1699         if (!se)
1700                 rq->nr_running += task_delta;
1701
1702         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
1703         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
1704                 resched_task(rq->curr);
1705 }
1706
1707 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
1708                 u64 remaining, u64 expires)
1709 {
1710         struct cfs_rq *cfs_rq;
1711         u64 runtime = remaining;
1712
1713         rcu_read_lock();
1714         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
1715                                 throttled_list) {
1716                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1717
1718                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1719                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1720                         goto next;
1721
1722                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
1723                 if (runtime > remaining)
1724                         runtime = remaining;
1725                 remaining -= runtime;
1726
1727                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
1728                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
1729
1730                 /* we check whether we're throttled above */
1731                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
1732                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
1733
1734 next:
1735                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1736
1737                 if (!remaining)
1738                         break;
1739         }
1740         rcu_read_unlock();
1741
1742         return remaining;
1743 }
1744
1745 /*
1746  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
1747  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
1748  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
1749  * used to track this state.
1750  */
1751 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
1752 {
1753         u64 runtime, runtime_expires;
1754         int idle = 1, throttled;
1755
1756         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1757         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
1758         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1759                 goto out_unlock;
1760
1761         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
1762         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
1763         idle = cfs_b->idle && !throttled;
1764         cfs_b->nr_periods += overrun;
1765
1766         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
1767         if (idle)
1768                 goto out_unlock;
1769
1770         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
1771
1772         if (!throttled) {
1773                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
1774                 cfs_b->idle = 1;
1775                 goto out_unlock;
1776         }
1777
1778         /* account preceding periods in which throttling occurred */
1779         cfs_b->nr_throttled += overrun;
1780
1781         /*
1782          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
1783          * to unthrottle them before making it generally available.  This
1784          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
1785          * allowed to run.
1786          */
1787         runtime = cfs_b->runtime;
1788         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
1789         cfs_b->runtime = 0;
1790
1791         /*
1792          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
1793          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
1794          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
1795          */
1796         while (throttled && runtime > 0) {
1797                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1798                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
1799                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
1800                                                  runtime_expires);
1801                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1802
1803                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
1804         }
1805
1806         /* return (any) remaining runtime */
1807         cfs_b->runtime = runtime;
1808         /*
1809          * While we are ensured activity in the period following an
1810          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
1811          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
1812          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
1813          */
1814         cfs_b->idle = 0;
1815 out_unlock:
1816         if (idle)
1817                 cfs_b->timer_active = 0;
1818         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1819
1820         return idle;
1821 }
1822
1823 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
1824 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
1825 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
1826 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
1827 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
1828 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
1829
1830 /* are we near the end of the current quota period? */
1831 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
1832 {
1833         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
1834         u64 remaining;
1835
1836         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
1837         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
1838                 return 1;
1839
1840         /* is a quota refresh about to occur? */
1841         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
1842         if (remaining < min_expire)
1843                 return 1;
1844
1845         return 0;
1846 }
1847
1848 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1849 {
1850         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
1851
1852         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
1853         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
1854                 return;
1855
1856         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
1857                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
1858 }
1859
1860 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
1861 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1862 {
1863         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1864         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
1865
1866         if (slack_runtime <= 0)
1867                 return;
1868
1869         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1870         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
1871             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
1872                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
1873
1874                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
1875                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
1876                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
1877                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
1878         }
1879         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1880
1881         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
1882         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
1883 }
1884
1885 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1886 {
1887         if (!cfs_bandwidth_used())
1888                 return;
1889
1890         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
1891                 return;
1892
1893         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1894 }
1895
1896 /*
1897  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
1898  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
1899  */
1900 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1901 {
1902         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
1903         u64 expires;
1904
1905         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
1906         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
1907                 return;
1908
1909         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1910         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
1911                 runtime = cfs_b->runtime;
1912                 cfs_b->runtime = 0;
1913         }
1914         expires = cfs_b->runtime_expires;
1915         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1916
1917         if (!runtime)
1918                 return;
1919
1920         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
1921
1922         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1923         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
1924                 cfs_b->runtime = runtime;
1925         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1926 }
1927
1928 /*
1929  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
1930  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
1931  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
1932  */
1933 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
1934 {
1935         if (!cfs_bandwidth_used())
1936                 return;
1937
1938         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
1939         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
1940                 return;
1941
1942         /* ensure the group is not already throttled */
1943         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1944                 return;
1945
1946         /* update runtime allocation */
1947         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
1948         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
1949                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
1950 }
1951
1952 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
1953 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1954 {
1955         if (!cfs_bandwidth_used())
1956                 return;
1957
1958         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
1959                 return;
1960
1961         /*
1962          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
1963          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
1964          */
1965         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1966                 return;
1967
1968         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
1969 }
1970
1971 static inline u64 default_cfs_period(void);
1972 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun);
1973 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
1974
1975 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
1976 {
1977         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
1978                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
1979         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
1980
1981         return HRTIMER_NORESTART;
1982 }
1983
1984 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
1985 {
1986         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
1987                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
1988         ktime_t now;
1989         int overrun;
1990         int idle = 0;
1991
1992         for (;;) {
1993                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
1994                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
1995
1996                 if (!overrun)
1997                         break;
1998
1999                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
2000         }
2001
2002         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
2003 }
2004
2005 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2006 {
2007         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
2008         cfs_b->runtime = 0;
2009         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
2010         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
2011
2012         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2013         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2014         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
2015         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2016         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
2017 }
2018
2019 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2020 {
2021         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
2022         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
2023 }
2024
2025 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
2026 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2027 {
2028         /*
2029          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
2030          * period or because we're racing with the tear-down path
2031          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
2032          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
2033          */
2034         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
2035                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2036                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
2037                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2038
2039                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2040                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
2041                 if (cfs_b->timer_active)
2042                         return;
2043         }
2044
2045         cfs_b->timer_active = 1;
2046         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
2047 }
2048
2049 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2050 {
2051         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2052         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
2053 }
2054
2055 void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
2056 {
2057         struct cfs_rq *cfs_rq;
2058
2059         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
2060                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2061
2062                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
2063                         continue;
2064
2065                 /*
2066                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
2067                  * there's some valid quota amount
2068                  */
2069                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
2070                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2071                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2072         }
2073 }
2074
2075 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2076 static __always_inline
2077 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec) {}
2078 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2079 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2080 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2081
2082 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2083 {
2084         return 0;
2085 }
2086
2087 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2088 {
2089         return 0;
2090 }
2091
2092 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2093                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2094 {
2095         return 0;
2096 }
2097
2098 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2099
2100 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2101 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2102 #endif
2103
2104 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2105 {
2106         return NULL;
2107 }
2108 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2109 void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
2110
2111 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2112
2113 /**************************************************
2114  * CFS operations on tasks:
2115  */
2116
2117 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2118 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2119 {
2120         struct sched_entity *se = &p->se;
2121         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2122
2123         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
2124
2125         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
2126                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
2127                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
2128                 s64 delta = slice - ran;
2129
2130                 if (delta < 0) {
2131                         if (rq->curr == p)
2132                                 resched_task(p);
2133                         return;
2134                 }
2135
2136                 /*
2137                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
2138                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
2139                  */
2140                 if (rq->curr != p)
2141                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
2142
2143                 hrtick_start(rq, delta);
2144         }
2145 }
2146
2147 /*
2148  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
2149  * current task is from our class and nr_running is low enough
2150  * to matter.
2151  */
2152 static void hrtick_update(struct rq *rq)
2153 {
2154         struct task_struct *curr = rq->curr;
2155
2156         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
2157                 return;
2158
2159         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
2160                 hrtick_start_fair(rq, curr);
2161 }
2162 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
2163 static inline void
2164 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2165 {
2166 }
2167
2168 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
2169 {
2170 }
2171 #endif
2172
2173 /*
2174  * The enqueue_task method is called before nr_running is
2175  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
2176  * then put the task into the rbtree:
2177  */
2178 static void
2179 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2180 {
2181         struct cfs_rq *cfs_rq;
2182         struct sched_entity *se = &p->se;
2183
2184         for_each_sched_entity(se) {
2185                 if (se->on_rq)
2186                         break;
2187                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2188                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
2189
2190                 /*
2191                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2192                  *
2193                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2194                  * post the final h_nr_running increment below.
2195                 */
2196                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2197                         break;
2198                 cfs_rq->h_nr_running++;
2199
2200                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
2201         }
2202
2203         for_each_sched_entity(se) {
2204                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2205                 cfs_rq->h_nr_running++;
2206
2207                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2208                         break;
2209
2210                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
2211                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2212         }
2213
2214         if (!se)
2215                 inc_nr_running(rq);
2216         hrtick_update(rq);
2217 }
2218
2219 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
2220
2221 /*
2222  * The dequeue_task method is called before nr_running is
2223  * decreased. We remove the task from the rbtree and
2224  * update the fair scheduling stats:
2225  */
2226 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2227 {
2228         struct cfs_rq *cfs_rq;
2229         struct sched_entity *se = &p->se;
2230         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
2231
2232         for_each_sched_entity(se) {
2233                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2234                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
2235
2236                 /*
2237                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2238                  *
2239                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2240                  * post the final h_nr_running decrement below.
2241                 */
2242                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2243                         break;
2244                 cfs_rq->h_nr_running--;
2245
2246                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
2247                 if (cfs_rq->load.weight) {
2248                         /*
2249                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
2250                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
2251                          */
2252                         if (task_sleep && parent_entity(se))
2253                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
2254
2255                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
2256                         se = parent_entity(se);
2257                         break;
2258                 }
2259                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
2260         }
2261
2262         for_each_sched_entity(se) {
2263                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2264                 cfs_rq->h_nr_running--;
2265
2266                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2267                         break;
2268
2269                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
2270                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2271         }
2272
2273         if (!se)
2274                 dec_nr_running(rq);
2275         hrtick_update(rq);
2276 }
2277
2278 #ifdef CONFIG_SMP
2279 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
2280 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
2281 {
2282         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
2283 }
2284
2285 /*
2286  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2287  * according to the scheduling class and "nice" value.
2288  *
2289  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2290  * balance conservatively.
2291  */
2292 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2293 {
2294         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2295         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2296
2297         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2298                 return total;
2299
2300         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2305  * according to the scheduling class and "nice" value.
2306  */
2307 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2308 {
2309         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2310         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2311
2312         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2313                 return total;
2314
2315         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2316 }
2317
2318 static unsigned long power_of(int cpu)
2319 {
2320         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
2321 }
2322
2323 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
2324 {
2325         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2326         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
2327
2328         if (nr_running)
2329                 return rq->load.weight / nr_running;
2330
2331         return 0;
2332 }
2333
2334
2335 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
2336 {
2337         struct sched_entity *se = &p->se;
2338         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2339         u64 min_vruntime;
2340
2341 #ifndef CONFIG_64BIT
2342         u64 min_vruntime_copy;
2343
2344         do {
2345                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
2346                 smp_rmb();
2347                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2348         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
2349 #else
2350         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2351 #endif
2352
2353         se->vruntime -= min_vruntime;
2354 }
2355
2356 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2357 /*
2358  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
2359  *
2360  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
2361  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
2362  * can calculate the shift in shares.
2363  *
2364  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
2365  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
2366  * total group weight.
2367  *
2368  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
2369  * distribution (s_i) using:
2370  *
2371  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
2372  *
2373  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
2374  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
2375  * shares distribution (s_i):
2376  *
2377  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
2378  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
2379  *
2380  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
2381  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
2382  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
2383  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
2384  *
2385  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
2386  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
2387  *
2388  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
2389  *
2390  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
2391  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
2392  * weight and shares distributions like:
2393  *
2394  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
2395  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
2396  *
2397  * We can then compute the difference in effective weight by using:
2398  *
2399  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
2400  *
2401  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
2402  *
2403  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
2404  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
2405  * 4/7) times the weight of the group.
2406  */
2407 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
2408 {
2409         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
2410
2411         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
2412                 return wl;
2413
2414         for_each_sched_entity(se) {
2415                 long w, W;
2416
2417                 tg = se->my_q->tg;
2418
2419                 /*
2420                  * W = @wg + \Sum rw_j
2421                  */
2422                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
2423
2424                 /*
2425                  * w = rw_i + @wl
2426                  */
2427                 w = se->my_q->load.weight + wl;
2428
2429                 /*
2430                  * wl = S * s'_i; see (2)
2431                  */
2432                 if (W > 0 && w < W)
2433                         wl = (w * tg->shares) / W;
2434                 else
2435                         wl = tg->shares;
2436
2437                 /*
2438                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
2439                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
2440                  * calc_cfs_shares().
2441                  */
2442                 if (wl < MIN_SHARES)
2443                         wl = MIN_SHARES;
2444
2445                 /*
2446                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
2447                  */
2448                 wl -= se->load.weight;
2449
2450                 /*
2451                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
2452                  * the final effective load change on the root group. Since
2453                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
2454                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
2455                  * resulting from this level per the above.
2456                  */
2457                 wg = 0;
2458         }
2459
2460         return wl;
2461 }
2462 #else
2463
2464 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
2465                 unsigned long wl, unsigned long wg)
2466 {
2467         return wl;
2468 }
2469
2470 #endif
2471
2472 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
2473 {
2474         s64 this_load, load;
2475         int idx, this_cpu, prev_cpu;
2476         unsigned long tl_per_task;
2477         struct task_group *tg;
2478         unsigned long weight;
2479         int balanced;
2480
2481         idx       = sd->wake_idx;
2482         this_cpu  = smp_processor_id();
2483         prev_cpu  = task_cpu(p);
2484         load      = source_load(prev_cpu, idx);
2485         this_load = target_load(this_cpu, idx);
2486
2487         /*
2488          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
2489          * effect of the currently running task from the load
2490          * of the current CPU:
2491          */
2492         if (sync) {
2493                 tg = task_group(current);
2494                 weight = current->se.load.weight;
2495
2496                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
2497                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
2498         }
2499
2500         tg = task_group(p);
2501         weight = p->se.load.weight;
2502
2503         /*
2504          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
2505          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
2506          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
2507          * about that, so that's good too.
2508          *
2509          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
2510          * task to be woken on this_cpu.
2511          */
2512         if (this_load > 0) {
2513                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
2514
2515                 this_eff_load = 100;
2516                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
2517                 this_eff_load *= this_load +
2518                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
2519
2520                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2521                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
2522                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
2523
2524                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
2525         } else
2526                 balanced = true;
2527
2528         /*
2529          * If the currently running task will sleep within
2530          * a reasonable amount of time then attract this newly
2531          * woken task:
2532          */
2533         if (sync && balanced)
2534                 return 1;
2535
2536         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
2537         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2538
2539         if (balanced ||
2540             (this_load <= load &&
2541              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
2542                 /*
2543                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
2544                  * p is cache cold in this domain, and
2545                  * there is no bad imbalance.
2546                  */
2547                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
2548                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
2549
2550                 return 1;
2551         }
2552         return 0;
2553 }
2554
2555 /*
2556  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2557  * domain.
2558  */
2559 static struct sched_group *
2560 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
2561                   int this_cpu, int load_idx)
2562 {
2563         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
2564         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2565         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2566
2567         do {
2568                 unsigned long load, avg_load;
2569                 int local_group;
2570                 int i;
2571
2572                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2573                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2574                                         tsk_cpus_allowed(p)))
2575                         continue;
2576
2577                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2578                                                sched_group_cpus(group));
2579
2580                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2581                 avg_load = 0;
2582
2583                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2584                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2585                         if (local_group)
2586                                 load = source_load(i, load_idx);
2587                         else
2588                                 load = target_load(i, load_idx);
2589
2590                         avg_load += load;
2591                 }
2592
2593                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2594                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
2595
2596                 if (local_group) {
2597                         this_load = avg_load;
2598                 } else if (avg_load < min_load) {
2599                         min_load = avg_load;
2600                         idlest = group;
2601                 }
2602         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2603
2604         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2605                 return NULL;
2606         return idlest;
2607 }
2608
2609 /*
2610  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2611  */
2612 static int
2613 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
2614 {
2615         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2616         int idlest = -1;
2617         int i;
2618
2619         /* Traverse only the allowed CPUs */
2620         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
2621                 load = weighted_cpuload(i);
2622
2623                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2624                         min_load = load;
2625                         idlest = i;
2626                 }
2627         }
2628
2629         return idlest;
2630 }
2631
2632 /*
2633  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
2634  */
2635 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
2636 {
2637         int cpu = smp_processor_id();
2638         int prev_cpu = task_cpu(p);
2639         struct sched_domain *sd;
2640
2641         /*
2642          * If the task is going to be woken-up on this cpu and if it is
2643          * already idle, then it is the right target.
2644          */
2645         if (target == cpu && idle_cpu(cpu))
2646                 return cpu;
2647
2648         /*
2649          * If the task is going to be woken-up on the cpu where it previously
2650          * ran and if it is currently idle, then it the right target.
2651          */
2652         if (target == prev_cpu && idle_cpu(prev_cpu))
2653                 return prev_cpu;
2654
2655         /*
2656          * Otherwise, check assigned siblings to find an elegible idle cpu.
2657          */
2658         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
2659
2660         for_each_lower_domain(sd) {
2661                 if (!cpumask_test_cpu(sd->idle_buddy, tsk_cpus_allowed(p)))
2662                         continue;
2663                 if (idle_cpu(sd->idle_buddy))
2664                         return sd->idle_buddy;
2665         }
2666
2667         return target;
2668 }
2669
2670 /*
2671  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2672  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2673  * SD_BALANCE_EXEC.
2674  *
2675  * Balance, ie. select the least loaded group.
2676  *
2677  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2678  *
2679  * preempt must be disabled.
2680  */
2681 static int
2682 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
2683 {
2684         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
2685         int cpu = smp_processor_id();
2686         int prev_cpu = task_cpu(p);
2687         int new_cpu = cpu;
2688         int want_affine = 0;
2689         int want_sd = 1;
2690         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
2691
2692         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
2693                 return prev_cpu;
2694
2695         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
2696                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
2697                         want_affine = 1;
2698                 new_cpu = prev_cpu;
2699         }
2700
2701         rcu_read_lock();
2702         for_each_domain(cpu, tmp) {
2703                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
2704                         continue;
2705
2706                 /*
2707                  * If power savings logic is enabled for a domain, see if we
2708                  * are not overloaded, if so, don't balance wider.
2709                  */
2710                 if (tmp->flags & (SD_PREFER_LOCAL)) {
2711                         unsigned long power = 0;
2712                         unsigned long nr_running = 0;
2713                         unsigned long capacity;
2714                         int i;
2715
2716                         for_each_cpu(i, sched_domain_span(tmp)) {
2717                                 power += power_of(i);
2718                                 nr_running += cpu_rq(i)->cfs.nr_running;
2719                         }
2720
2721                         capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE);
2722
2723                         if (nr_running < capacity)
2724                                 want_sd = 0;
2725                 }
2726
2727                 /*
2728                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
2729                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
2730                  */
2731                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
2732                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
2733                         affine_sd = tmp;
2734                         want_affine = 0;
2735                 }
2736
2737                 if (!want_sd && !want_affine)
2738                         break;
2739
2740                 if (!(tmp->flags & sd_flag))
2741                         continue;
2742
2743                 if (want_sd)
2744                         sd = tmp;
2745         }
2746
2747         if (affine_sd) {
2748                 if (cpu == prev_cpu || wake_affine(affine_sd, p, sync))
2749                         prev_cpu = cpu;
2750
2751                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
2752                 goto unlock;
2753         }
2754
2755         while (sd) {
2756                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
2757                 struct sched_group *group;
2758                 int weight;
2759
2760                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
2761                         sd = sd->child;
2762                         continue;
2763                 }
2764
2765                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
2766                         load_idx = sd->wake_idx;
2767
2768                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
2769                 if (!group) {
2770                         sd = sd->child;
2771                         continue;
2772                 }
2773
2774                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
2775                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
2776                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
2777                         sd = sd->child;
2778                         continue;
2779                 }
2780
2781                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
2782                 cpu = new_cpu;
2783                 weight = sd->span_weight;
2784                 sd = NULL;
2785                 for_each_domain(cpu, tmp) {
2786                         if (weight <= tmp->span_weight)
2787                                 break;
2788                         if (tmp->flags & sd_flag)
2789                                 sd = tmp;
2790                 }
2791                 /* while loop will break here if sd == NULL */
2792         }
2793 unlock:
2794         rcu_read_unlock();
2795
2796         return new_cpu;
2797 }
2798 #endif /* CONFIG_SMP */
2799
2800 static unsigned long
2801 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
2802 {
2803         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2804
2805         /*
2806          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
2807          * to virtual-time in his units.
2808          *
2809          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
2810          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
2811          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
2812          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
2813          * be smaller, again penalizing the lighter task.
2814          *
2815          * This is especially important for buddies when the leftmost
2816          * task is higher priority than the buddy.
2817          */
2818         return calc_delta_fair(gran, se);
2819 }
2820
2821 /*
2822  * Should 'se' preempt 'curr'.
2823  *
2824  *             |s1
2825  *        |s2
2826  *   |s3
2827  *         g
2828  *      |<--->|c
2829  *
2830  *  w(c, s1) = -1
2831  *  w(c, s2) =  0
2832  *  w(c, s3) =  1
2833  *
2834  */
2835 static int
2836 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
2837 {
2838         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
2839
2840         if (vdiff <= 0)
2841                 return -1;
2842
2843         gran = wakeup_gran(curr, se);
2844         if (vdiff > gran)
2845                 return 1;
2846
2847         return 0;
2848 }
2849
2850 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
2851 {
2852         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
2853                 return;
2854
2855         for_each_sched_entity(se)
2856                 cfs_rq_of(se)->last = se;
2857 }
2858
2859 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
2860 {
2861         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
2862                 return;
2863
2864         for_each_sched_entity(se)
2865                 cfs_rq_of(se)->next = se;
2866 }
2867
2868 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
2869 {
2870         for_each_sched_entity(se)
2871                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
2872 }
2873
2874 /*
2875  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2876  */
2877 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
2878 {
2879         struct task_struct *curr = rq->curr;
2880         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
2881         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
2882         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
2883         int next_buddy_marked = 0;
2884
2885         if (unlikely(se == pse))
2886                 return;
2887
2888         /*
2889          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
2890          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
2891          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
2892          * next-buddy nomination below.
2893          */
2894         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
2895                 return;
2896
2897         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
2898                 set_next_buddy(pse);
2899                 next_buddy_marked = 1;
2900         }
2901
2902         /*
2903          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
2904          * wake up path.
2905          *
2906          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
2907          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
2908          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
2909          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
2910          * below.
2911          */
2912         if (test_tsk_need_resched(curr))
2913                 return;
2914
2915         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
2916         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
2917             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
2918                 goto preempt;
2919
2920         /*
2921          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
2922          * is driven by the tick):
2923          */
2924         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL))
2925                 return;
2926
2927         find_matching_se(&se, &pse);
2928         update_curr(cfs_rq_of(se));
2929         BUG_ON(!pse);
2930         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
2931                 /*
2932                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
2933                  * triggering this preemption.
2934                  */
2935                 if (!next_buddy_marked)
2936                         set_next_buddy(pse);
2937                 goto preempt;
2938         }
2939
2940         return;
2941
2942 preempt:
2943         resched_task(curr);
2944         /*
2945          * Only set the backward buddy when the current task is still
2946          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
2947          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
2948          * point, either of which can * drop the rq lock.
2949          *
2950          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
2951          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
2952          */
2953         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
2954                 return;
2955
2956         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
2957                 set_last_buddy(se);
2958 }
2959
2960 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
2961 {
2962         struct task_struct *p;
2963         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
2964         struct sched_entity *se;
2965
2966         if (!cfs_rq->nr_running)
2967                 return NULL;
2968
2969         do {
2970                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
2971                 set_next_entity(cfs_rq, se);
2972                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2973         } while (cfs_rq);
2974
2975         p = task_of(se);
2976         if (hrtick_enabled(rq))
2977                 hrtick_start_fair(rq, p);
2978
2979         return p;
2980 }
2981
2982 /*
2983  * Account for a descheduled task:
2984  */
2985 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2986 {
2987         struct sched_entity *se = &prev->se;
2988         struct cfs_rq *cfs_rq;
2989
2990         for_each_sched_entity(se) {
2991                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2992                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
2993         }
2994 }
2995
2996 /*
2997  * sched_yield() is very simple
2998  *
2999  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
3000  */
3001 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
3002 {
3003         struct task_struct *curr = rq->curr;
3004         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3005         struct sched_entity *se = &curr->se;
3006
3007         /*
3008          * Are we the only task in the tree?
3009          */
3010         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
3011                 return;
3012
3013         clear_buddies(cfs_rq, se);
3014
3015         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
3016                 update_rq_clock(rq);
3017                 /*
3018                  * Update run-time statistics of the 'current'.
3019                  */
3020                 update_curr(cfs_rq);
3021                 /*
3022                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
3023                  * so we don't do microscopic update in schedule()
3024                  * and double the fastpath cost.
3025                  */
3026                  rq->skip_clock_update = 1;
3027         }
3028
3029         set_skip_buddy(se);
3030 }
3031
3032 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
3033 {
3034         struct sched_entity *se = &p->se;
3035
3036         /* throttled hierarchies are not runnable */
3037         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
3038                 return false;
3039
3040         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
3041         set_next_buddy(se);
3042
3043         yield_task_fair(rq);
3044
3045         return true;
3046 }
3047
3048 #ifdef CONFIG_SMP
3049 /**************************************************
3050  * Fair scheduling class load-balancing methods:
3051  */
3052
3053 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
3054
3055 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
3056 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
3057 #define LBF_SOME_PINNED 0x04
3058
3059 struct lb_env {
3060         struct sched_domain     *sd;
3061
3062         struct rq               *src_rq;
3063         int                     src_cpu;
3064
3065         int                     dst_cpu;
3066         struct rq               *dst_rq;
3067
3068         struct cpumask          *dst_grpmask;
3069         int                     new_dst_cpu;
3070         enum cpu_idle_type      idle;
3071         long                    imbalance;
3072         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
3073         struct cpumask          *cpus;
3074
3075         unsigned int            flags;
3076
3077         unsigned int            loop;
3078         unsigned int            loop_break;
3079         unsigned int            loop_max;
3080 };
3081
3082 /*
3083  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
3084  * Both runqueues must be locked.
3085  */
3086 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3087 {
3088         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
3089         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
3090         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
3091         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
3092 }
3093
3094 /*
3095  * Is this task likely cache-hot:
3096  */
3097 static int
3098 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
3099 {
3100         s64 delta;
3101
3102         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
3103                 return 0;
3104
3105         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
3106                 return 0;
3107
3108         /*
3109          * Buddy candidates are cache hot:
3110          */
3111         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
3112                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
3113                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
3114                 return 1;
3115
3116         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
3117                 return 1;
3118         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
3119                 return 0;
3120
3121         delta = now - p->se.exec_start;
3122
3123         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
3124 }
3125
3126 /*
3127  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3128  */
3129 static
3130 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3131 {
3132         int tsk_cache_hot = 0;
3133         /*
3134          * We do not migrate tasks that are:
3135          * 1) running (obviously), or
3136          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3137          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3138          */
3139         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
3140                 int new_dst_cpu;
3141
3142                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
3143
3144                 /*
3145                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
3146                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
3147                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
3148                  *
3149                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
3150                  * one in current iteration.
3151                  */
3152                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_SOME_PINNED))
3153                         return 0;
3154
3155                 new_dst_cpu = cpumask_first_and(env->dst_grpmask,
3156                                                 tsk_cpus_allowed(p));
3157                 if (new_dst_cpu < nr_cpu_ids) {
3158                         env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
3159                         env->new_dst_cpu = new_dst_cpu;
3160                 }
3161                 return 0;
3162         }
3163
3164         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
3165         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
3166
3167         if (task_running(env->src_rq, p)) {
3168                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
3169                 return 0;
3170         }
3171
3172         /*
3173          * Aggressive migration if:
3174          * 1) task is cache cold, or
3175          * 2) too many balance attempts have failed.
3176          */
3177
3178         tsk_cache_hot = task_hot(p, env->src_rq->clock_task, env->sd);
3179         if (!tsk_cache_hot ||
3180                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
3181 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3182                 if (tsk_cache_hot) {
3183                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
3184                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
3185                 }
3186 #endif
3187                 return 1;
3188         }
3189
3190         if (tsk_cache_hot) {
3191                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
3192                 return 0;
3193         }
3194         return 1;
3195 }
3196
3197 /*
3198  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3199  * part of active balancing operations within "domain".
3200  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3201  *
3202  * Called with both runqueues locked.
3203  */
3204 static int move_one_task(struct lb_env *env)
3205 {
3206         struct task_struct *p, *n;
3207
3208         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
3209                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_rq->cpu, env->dst_cpu))
3210                         continue;
3211
3212                 if (!can_migrate_task(p, env))
3213                         continue;
3214
3215                 move_task(p, env);
3216                 /*
3217                  * Right now, this is only the second place move_task()
3218                  * is called, so we can safely collect move_task()
3219                  * stats here rather than inside move_task().
3220                  */
3221                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
3222                 return 1;
3223         }
3224         return 0;
3225 }
3226
3227 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
3228
3229 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
3230
3231 /*
3232  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
3233  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3234  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3235  *
3236  * Called with both runqueues locked.
3237  */
3238 static int move_tasks(struct lb_env *env)
3239 {
3240         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
3241         struct task_struct *p;
3242         unsigned long load;
3243         int pulled = 0;
3244
3245         if (env->imbalance <= 0)
3246                 return 0;
3247
3248         while (!list_empty(tasks)) {
3249                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
3250
3251                 env->loop++;
3252                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
3253                 if (env->loop > env->loop_max)
3254                         break;
3255
3256                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
3257                 if (env->loop > env->loop_break) {
3258                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
3259                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
3260                         break;
3261                 }
3262
3263                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
3264                         goto next;
3265
3266                 load = task_h_load(p);
3267
3268                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
3269                         goto next;
3270
3271                 if ((load / 2) > env->imbalance)
3272                         goto next;
3273
3274                 if (!can_migrate_task(p, env))
3275                         goto next;
3276
3277                 move_task(p, env);
3278                 pulled++;
3279                 env->imbalance -= load;
3280
3281 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3282                 /*
3283                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3284                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3285                  * the critical section.
3286                  */
3287                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3288                         break;
3289 #endif
3290
3291                 /*
3292                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
3293                  * weighted load.
3294                  */
3295                 if (env->imbalance <= 0)
3296                         break;
3297
3298                 continue;
3299 next:
3300                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
3301         }
3302
3303         /*
3304          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
3305          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
3306          * inside move_task().
3307          */
3308         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
3309
3310         return pulled;
3311 }
3312
3313 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3314 /*
3315  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
3316  */
3317 static int update_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
3318 {
3319         struct cfs_rq *cfs_rq;
3320         unsigned long flags;
3321         struct rq *rq;
3322
3323         if (!tg->se[cpu])
3324                 return 0;
3325
3326         rq = cpu_rq(cpu);
3327         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
3328
3329         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3330
3331         update_rq_clock(rq);
3332         update_cfs_load(cfs_rq, 1);
3333
3334         /*
3335          * We need to update shares after updating tg->load_weight in
3336          * order to adjust the weight of groups with long running tasks.
3337          */
3338         update_cfs_shares(cfs_rq);
3339
3340         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3341
3342         return 0;
3343 }
3344
3345 static void update_shares(int cpu)
3346 {
3347         struct cfs_rq *cfs_rq;
3348         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3349
3350         rcu_read_lock();
3351         /*
3352          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
3353          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
3354          */
3355         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3356                 /* throttled entities do not contribute to load */
3357                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
3358                         continue;
3359
3360                 update_shares_cpu(cfs_rq->tg, cpu);
3361         }
3362         rcu_read_unlock();
3363 }
3364
3365 /*
3366  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
3367  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
3368  * group is a fraction of its parents load.
3369  */
3370 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
3371 {
3372         unsigned long load;
3373         long cpu = (long)data;
3374
3375         if (!tg->parent) {
3376                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
3377         } else {
3378                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
3379                 load *= tg->se[cpu]->load.weight;
3380                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
3381         }
3382
3383         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
3384
3385         return 0;
3386 }
3387
3388 static void update_h_load(long cpu)
3389 {
3390         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3391         unsigned long now = jiffies;
3392
3393         if (rq->h_load_throttle == now)
3394                 return;
3395
3396         rq->h_load_throttle = now;
3397
3398         rcu_read_lock();
3399         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
3400         rcu_read_unlock();
3401 }
3402
3403 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
3404 {
3405         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
3406         unsigned long load;
3407
3408         load = p->se.load.weight;
3409         load = div_u64(load * cfs_rq->h_load, cfs_rq->load.weight + 1);
3410
3411         return load;
3412 }
3413 #else
3414 static inline void update_shares(int cpu)
3415 {
3416 }
3417
3418 static inline void update_h_load(long cpu)
3419 {
3420 }
3421
3422 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
3423 {
3424         return p->se.load.weight;
3425 }
3426 #endif
3427
3428 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3429 /*
3430  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3431  *              during load balancing.
3432  */
3433 struct sd_lb_stats {
3434         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3435         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3436         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3437         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3438         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3439
3440         /** Statistics of this group */
3441         unsigned long this_load;
3442         unsigned long this_load_per_task;
3443         unsigned long this_nr_running;
3444         unsigned long this_has_capacity;
3445         unsigned int  this_idle_cpus;
3446
3447         /* Statistics of the busiest group */
3448         unsigned int  busiest_idle_cpus;
3449         unsigned long max_load;
3450         unsigned long busiest_load_per_task;
3451         unsigned long busiest_nr_running;
3452         unsigned long busiest_group_capacity;
3453         unsigned long busiest_has_capacity;
3454         unsigned int  busiest_group_weight;
3455
3456         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3457 };
3458
3459 /*
3460  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3461  */
3462 struct sg_lb_stats {
3463         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3464         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3465         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3466         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3467         unsigned long group_capacity;
3468         unsigned long idle_cpus;
3469         unsigned long group_weight;
3470         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3471         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
3472 };
3473
3474 /**
3475  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3476  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3477  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3478  */
3479 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3480                                         enum cpu_idle_type idle)
3481 {
3482         int load_idx;
3483
3484         switch (idle) {
3485         case CPU_NOT_IDLE:
3486                 load_idx = sd->busy_idx;
3487                 break;
3488
3489         case CPU_NEWLY_IDLE:
3490                 load_idx = sd->newidle_idx;
3491                 break;
3492         default:
3493                 load_idx = sd->idle_idx;
3494                 break;
3495         }
3496
3497         return load_idx;
3498 }
3499
3500 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3501 {
3502         return SCHED_POWER_SCALE;
3503 }
3504
3505 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3506 {
3507         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3508 }
3509
3510 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3511 {
3512         unsigned long weight = sd->span_weight;
3513         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3514
3515         smt_gain /= weight;
3516
3517         return smt_gain;
3518 }
3519
3520 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3521 {
3522         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3523 }
3524
3525 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3526 {
3527         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3528         u64 total, available, age_stamp, avg;
3529
3530         /*
3531          * Since we're reading these variables without serialization make sure
3532          * we read them once before doing sanity checks on them.
3533          */
3534         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
3535         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
3536
3537         total = sched_avg_period() + (rq->clock - age_stamp);
3538
3539         if (unlikely(total < avg)) {
3540                 /* Ensures that power won't end up being negative */
3541                 available = 0;
3542         } else {
3543                 available = total - avg;
3544         }
3545
3546         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
3547                 total = SCHED_POWER_SCALE;
3548
3549         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3550
3551         return div_u64(available, total);
3552 }
3553
3554 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3555 {
3556         unsigned long weight = sd->span_weight;
3557         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
3558         struct sched_group *sdg = sd->groups;
3559
3560         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
3561                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
3562                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
3563                 else
3564                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
3565
3566                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3567         }
3568
3569         sdg->sgp->power_orig = power;
3570
3571         if (sched_feat(ARCH_POWER))
3572                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
3573         else
3574                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
3575
3576         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3577
3578         power *= scale_rt_power(cpu);
3579         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3580
3581         if (!power)
3582                 power = 1;
3583
3584         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
3585         sdg->sgp->power = power;
3586 }
3587
3588 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3589 {
3590         struct sched_domain *child = sd->child;
3591         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
3592         unsigned long power;
3593         unsigned long interval;
3594
3595         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
3596         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
3597         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
3598
3599         if (!child) {
3600                 update_cpu_power(sd, cpu);
3601                 return;
3602         }
3603
3604         power = 0;
3605
3606         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
3607                 /*
3608                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
3609                  * span the current group.
3610                  */
3611
3612                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg))
3613                         power += power_of(cpu);
3614         } else  {
3615                 /*
3616                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
3617                  * span the current group.
3618                  */ 
3619
3620                 group = child->groups;
3621                 do {
3622                         power += group->sgp->power;
3623                         group = group->next;
3624                 } while (group != child->groups);
3625         }
3626
3627         sdg->sgp->power_orig = sdg->sgp->power = power;
3628 }
3629
3630 /*
3631  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
3632  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
3633  * which on its own isn't powerful enough.
3634  *
3635  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
3636  */
3637 static inline int
3638 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
3639 {
3640         /*
3641          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
3642          */
3643         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
3644                 return 0;
3645
3646         /*
3647          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
3648          */
3649         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
3650                 return 1;
3651
3652         return 0;
3653 }
3654
3655 /**
3656  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3657  * @env: The load balancing environment.
3658  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3659  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3660  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3661  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3662  * @balance: Should we balance.
3663  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3664  */
3665 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
3666                         struct sched_group *group, int load_idx,
3667                         int local_group, int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3668 {
3669         unsigned long nr_running, max_nr_running, min_nr_running;
3670         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3671         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3672         unsigned long avg_load_per_task = 0;
3673         int i;
3674
3675         if (local_group)
3676                 balance_cpu = group_balance_cpu(group);
3677
3678         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3679         max_cpu_load = 0;
3680         min_cpu_load = ~0UL;
3681         max_nr_running = 0;
3682         min_nr_running = ~0UL;
3683
3684         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
3685                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3686
3687                 nr_running = rq->nr_running;
3688
3689                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3690                 if (local_group) {
3691                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu &&
3692                                         cpumask_test_cpu(i, sched_group_mask(group))) {
3693                                 first_idle_cpu = 1;
3694                                 balance_cpu = i;
3695                         }
3696
3697                         load = target_load(i, load_idx);
3698                 } else {
3699                         load = source_load(i, load_idx);
3700                         if (load > max_cpu_load)
3701                                 max_cpu_load = load;
3702                         if (min_cpu_load > load)
3703                                 min_cpu_load = load;
3704
3705                         if (nr_running > max_nr_running)
3706                                 max_nr_running = nr_running;
3707                         if (min_nr_running > nr_running)
3708                                 min_nr_running = nr_running;
3709                 }
3710
3711                 sgs->group_load += load;
3712                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
3713                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3714                 if (idle_cpu(i))
3715                         sgs->idle_cpus++;
3716         }
3717
3718         /*
3719          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3720          * is eligible for doing load balancing at this and above
3721          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3722          * to do the newly idle load balance.
3723          */
3724         if (local_group) {
3725                 if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
3726                         if (balance_cpu != env->dst_cpu) {
3727                                 *balance = 0;
3728                                 return;
3729                         }
3730                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
3731                 } else if (time_after_eq(jiffies, group->sgp->next_update))
3732                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
3733         }
3734
3735         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3736         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
3737
3738         /*
3739          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3740          * than the average weight of a task.
3741          *
3742          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3743          *      might not be a suitable number - should we keep a
3744          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3745          *      the hierarchy?
3746          */
3747         if (sgs->sum_nr_running)
3748                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
3749
3750         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) >= avg_load_per_task &&
3751             (max_nr_running - min_nr_running) > 1)
3752                 sgs->group_imb = 1;
3753
3754         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->sgp->power,
3755                                                 SCHED_POWER_SCALE);
3756         if (!sgs->group_capacity)
3757                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
3758         sgs->group_weight = group->group_weight;
3759
3760         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
3761                 sgs->group_has_capacity = 1;
3762 }
3763
3764 /**
3765  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
3766  * @env: The load balancing environment.
3767  * @sds: sched_domain statistics
3768  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
3769  * @sgs: sched_group statistics
3770  *
3771  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
3772  * busiest group.
3773  */
3774 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
3775                                    struct sd_lb_stats *sds,
3776                                    struct sched_group *sg,
3777                                    struct sg_lb_stats *sgs)
3778 {
3779         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
3780                 return false;
3781
3782         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
3783                 return true;
3784
3785         if (sgs->group_imb)
3786                 return true;
3787
3788         /*
3789          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
3790          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
3791          * higher than ourself as busy.
3792          */
3793         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
3794             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
3795                 if (!sds->busiest)
3796                         return true;
3797
3798                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
3799                         return true;
3800         }
3801
3802         return false;
3803 }
3804
3805 /**
3806  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
3807  * @env: The load balancing environment.
3808  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3809  * @balance: Should we balance.
3810  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3811  */
3812 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env,
3813                                         int *balance, struct sd_lb_stats *sds)
3814 {
3815         struct sched_domain *child = env->sd->child;
3816         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
3817         struct sg_lb_stats sgs;
3818         int load_idx, prefer_sibling = 0;
3819
3820         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
3821                 prefer_sibling = 1;
3822
3823         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
3824
3825         do {
3826                 int local_group;
3827
3828                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
3829                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3830                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, balance, &sgs);
3831
3832                 if (local_group && !(*balance))
3833                         return;
3834
3835                 sds->total_load += sgs.group_load;
3836                 sds->total_pwr += sg->sgp->power;
3837
3838                 /*
3839                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
3840                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
3841                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
3842                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
3843                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
3844                  * extra check prevents the case where you always pull from the
3845                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
3846                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
3847                  */
3848                 if (prefer_sibling && !local_group && sds->this_has_capacity)
3849                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
3850
3851                 if (local_group) {
3852                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3853                         sds->this = sg;
3854                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3855                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3856                         sds->this_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
3857                         sds->this_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
3858                 } else if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, &sgs)) {
3859                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3860                         sds->busiest = sg;
3861                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3862                         sds->busiest_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
3863                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
3864                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3865                         sds->busiest_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
3866                         sds->busiest_group_weight = sgs.group_weight;
3867                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3868                 }
3869
3870                 sg = sg->next;
3871         } while (sg != env->sd->groups);
3872 }
3873
3874 /**
3875  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
3876  *                      sched doman.
3877  *
3878  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
3879  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
3880  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
3881  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
3882  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
3883  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
3884  *
3885  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
3886  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
3887  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
3888  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
3889  * number.
3890  *
3891  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
3892  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
3893  *
3894  * @env: The load balancing environment.
3895  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
3896  */
3897 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
3898 {
3899         int busiest_cpu;
3900
3901         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
3902                 return 0;
3903
3904         if (!sds->busiest)
3905                 return 0;
3906
3907         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
3908         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
3909                 return 0;
3910
3911         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
3912                 sds->max_load * sds->busiest->sgp->power, SCHED_POWER_SCALE);
3913
3914         return 1;
3915 }
3916
3917 /**
3918  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3919  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3920  *                      load balancing.
3921  * @env: The load balancing environment.
3922  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3923  */
3924 static inline
3925 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
3926 {
3927         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3928         unsigned int imbn = 2;
3929         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
3930
3931         if (sds->this_nr_running) {
3932                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3933                 if (sds->busiest_load_per_task >
3934                                 sds->this_load_per_task)
3935                         imbn = 1;
3936         } else {
3937                 sds->this_load_per_task =
3938                         cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
3939         }
3940
3941         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
3942                                          * SCHED_POWER_SCALE;
3943         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->sgp->power;
3944
3945         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
3946                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
3947                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3948                 return;
3949         }
3950
3951         /*
3952          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3953          * however we may be able to increase total CPU power used by
3954          * moving them.
3955          */
3956
3957         pwr_now += sds->busiest->sgp->power *
3958                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3959         pwr_now += sds->this->sgp->power *
3960                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3961         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
3962
3963         /* Amount of load we'd subtract */
3964         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
3965                 sds->busiest->sgp->power;
3966         if (sds->max_load > tmp)
3967                 pwr_move += sds->busiest->sgp->power *
3968                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3969
3970         /* Amount of load we'd add */
3971         if (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power <
3972                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE)
3973                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power) /
3974                         sds->this->sgp->power;
3975         else
3976                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
3977                         sds->this->sgp->power;
3978         pwr_move += sds->this->sgp->power *
3979                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3980         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
3981
3982         /* Move if we gain throughput */
3983         if (pwr_move > pwr_now)
3984                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3985 }
3986
3987 /**
3988  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3989  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3990  * @env: load balance environment
3991  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3992  */
3993 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
3994 {
3995         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
3996
3997         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
3998         if (sds->group_imb) {
3999                 sds->busiest_load_per_task =
4000                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
4001         }
4002
4003         /*
4004          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
4005          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
4006          * its cpu_power, while calculating max_load..)
4007          */
4008         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
4009                 env->imbalance = 0;
4010                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4011         }
4012
4013         if (!sds->group_imb) {
4014                 /*
4015                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
4016                  */
4017                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
4018                                                 sds->busiest_group_capacity);
4019
4020                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
4021
4022                 load_above_capacity /= sds->busiest->sgp->power;
4023         }
4024
4025         /*
4026          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4027          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4028          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
4029          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
4030          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
4031          * for the minimum possible imbalance.
4032          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
4033          * with unsigned longs.
4034          */
4035         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
4036
4037         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
4038         env->imbalance = min(max_pull * sds->busiest->sgp->power,
4039                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->sgp->power)
4040                         / SCHED_POWER_SCALE;
4041
4042         /*
4043          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
4044          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
4045          * a think about bumping its value to force at least one task to be
4046          * moved
4047          */
4048         if (env->imbalance < sds->busiest_load_per_task)
4049                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4050
4051 }
4052
4053 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
4054
4055 /**
4056  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
4057  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
4058  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
4059  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
4060  * such a group exists.
4061  *
4062  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
4063  * to restore balance.
4064  *
4065  * @env: The load balancing environment.
4066  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
4067  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
4068  *
4069  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
4070  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
4071  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
4072  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
4073  */
4074 static struct sched_group *
4075 find_busiest_group(struct lb_env *env, int *balance)
4076 {
4077         struct sd_lb_stats sds;
4078
4079         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
4080
4081         /*
4082          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
4083          * this level.
4084          */
4085         update_sd_lb_stats(env, balance, &sds);
4086
4087         /*
4088          * this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing at
4089          * this level.
4090          */
4091         if (!(*balance))
4092                 goto ret;
4093
4094         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
4095             check_asym_packing(env, &sds))
4096                 return sds.busiest;
4097
4098         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
4099         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4100                 goto out_balanced;
4101
4102         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4103
4104         /*
4105          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
4106          * work because they assumes all things are equal, which typically
4107          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
4108          */
4109         if (sds.group_imb)
4110                 goto force_balance;
4111
4112         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
4113         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && sds.this_has_capacity &&
4114                         !sds.busiest_has_capacity)
4115                 goto force_balance;
4116
4117         /*
4118          * If the local group is more busy than the selected busiest group
4119          * don't try and pull any tasks.
4120          */
4121         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4122                 goto out_balanced;
4123
4124         /*
4125          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
4126          * average load.
4127          */
4128         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4129                 goto out_balanced;
4130
4131         if (env->idle == CPU_IDLE) {
4132                 /*
4133                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
4134                  * have more tasks than the number of available cpu's and
4135                  * there is no imbalance between this and busiest group
4136                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
4137                  */
4138                 if ((sds.this_idle_cpus <= sds.busiest_idle_cpus + 1) &&
4139                     sds.busiest_nr_running <= sds.busiest_group_weight)
4140                         goto out_balanced;
4141         } else {
4142                 /*
4143                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
4144                  * imbalance_pct to be conservative.
4145                  */
4146                 if (100 * sds.max_load <= env->sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4147                         goto out_balanced;
4148         }
4149
4150 force_balance:
4151         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4152         calculate_imbalance(env, &sds);
4153         return sds.busiest;
4154
4155 out_balanced:
4156 ret:
4157         env->imbalance = 0;
4158         return NULL;
4159 }
4160
4161 /*
4162  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4163  */
4164 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
4165                                      struct sched_group *group)
4166 {
4167         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4168         unsigned long max_load = 0;
4169         int i;
4170
4171         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4172                 unsigned long power = power_of(i);
4173                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
4174                                                            SCHED_POWER_SCALE);
4175                 unsigned long wl;
4176
4177                 if (!capacity)
4178                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4179
4180                 if (!cpumask_test_cpu(i, env->cpus))
4181                         continue;
4182
4183                 rq = cpu_rq(i);
4184                 wl = weighted_cpuload(i);
4185
4186                 /*
4187                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
4188                  * which is not scaled with the cpu power.
4189                  */
4190                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
4191                         continue;
4192
4193                 /*
4194                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
4195                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
4196                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
4197                  * running at a lower capacity.
4198                  */
4199                 wl = (wl * SCHED_POWER_SCALE) / power;
4200
4201                 if (wl > max_load) {
4202                         max_load = wl;
4203                         busiest = rq;
4204                 }
4205         }
4206
4207         return busiest;
4208 }
4209
4210 /*
4211  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4212  * so long as it is large enough.
4213  */
4214 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4215
4216 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4217 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4218
4219 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
4220 {
4221         struct sched_domain *sd = env->sd;
4222
4223         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
4224
4225                 /*
4226                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
4227                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
4228                  * lowest numbered CPUs.
4229                  */
4230                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
4231                         return 1;
4232         }
4233
4234         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
4235 }
4236
4237 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
4238
4239 /*
4240  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4241  * tasks if there is an imbalance.
4242  */
4243 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4244                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4245                         int *balance)
4246 {
4247         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
4248         int lb_iterations, max_lb_iterations;
4249         struct sched_group *group;
4250         struct rq *busiest;
4251         unsigned long flags;
4252         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4253
4254         struct lb_env env = {
4255                 .sd             = sd,
4256                 .dst_cpu        = this_cpu,
4257                 .dst_rq         = this_rq,
4258                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
4259                 .idle           = idle,
4260                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
4261                 .cpus           = cpus,
4262         };
4263
4264         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4265         max_lb_iterations = cpumask_weight(env.dst_grpmask);
4266
4267         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4268
4269 redo:
4270         group = find_busiest_group(&env, balance);
4271
4272         if (*balance == 0)
4273                 goto out_balanced;
4274
4275         if (!group) {
4276                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4277                 goto out_balanced;
4278         }
4279
4280         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
4281         if (!busiest) {
4282                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4283                 goto out_balanced;
4284         }
4285
4286         BUG_ON(busiest == this_rq);
4287
4288         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
4289
4290         ld_moved = 0;
4291         lb_iterations = 1;
4292         if (busiest->nr_running > 1) {
4293                 /*
4294                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4295                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4296                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4297                  * correctly treated as an imbalance.
4298                  */
4299                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
4300                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
4301                 env.src_rq    = busiest;
4302                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
4303
4304                 update_h_load(env.src_cpu);
4305 more_balance:
4306                 local_irq_save(flags);
4307                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4308
4309                 /*
4310                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
4311                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
4312                  */
4313                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
4314                 ld_moved += cur_ld_moved;
4315                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4316                 local_irq_restore(flags);
4317
4318                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
4319                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
4320                         goto more_balance;
4321                 }
4322
4323                 /*
4324                  * some other cpu did the load balance for us.
4325                  */
4326                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
4327                         resched_cpu(env.dst_cpu);
4328
4329                 /*
4330                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
4331                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
4332                  * where they can run. The upper limit on how many times we
4333                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
4334                  * sched_group.
4335                  *
4336                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
4337                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
4338                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
4339                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
4340                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
4341                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
4342                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
4343                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
4344                  * This however should not happen so much in practice and
4345                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
4346                  * excess load moved.
4347                  */
4348                 if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0 &&
4349                                 lb_iterations++ < max_lb_iterations) {
4350
4351                         this_rq          = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
4352                         env.dst_rq       = this_rq;
4353                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
4354                         env.flags       &= ~LBF_SOME_PINNED;
4355                         env.loop         = 0;
4356                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
4357                         /*
4358                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
4359                          * need to continue with same src_cpu.
4360                          */
4361                         goto more_balance;
4362                 }
4363
4364                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4365                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
4366                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4367                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
4368                                 env.loop = 0;
4369                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
4370                                 goto redo;
4371                         }
4372                         goto out_balanced;
4373                 }
4374         }
4375
4376         if (!ld_moved) {
4377                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4378                 /*
4379                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
4380                  * We do not want newidle balance, which can be very
4381                  * frequent, pollute the failure counter causing
4382                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
4383                  */
4384                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
4385                         sd->nr_balance_failed++;
4386
4387                 if (need_active_balance(&env)) {
4388                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4389
4390                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
4391                          * if the curr task on busiest cpu can't be
4392                          * moved to this_cpu
4393                          */
4394                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4395                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
4396                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
4397                                                             flags);
4398                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
4399                                 goto out_one_pinned;
4400                         }
4401
4402                         /*
4403                          * ->active_balance synchronizes accesses to
4404                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
4405                          * only after active load balance is finished.
4406                          */
4407                         if (!busiest->active_balance) {
4408                                 busiest->active_balance = 1;
4409                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4410                                 active_balance = 1;
4411                         }
4412                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4413
4414                         if (active_balance) {
4415                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
4416                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
4417                                         &busiest->active_balance_work);
4418                         }
4419
4420                         /*
4421                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4422                          * counter.
4423                          */
4424                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4425                 }
4426         } else
4427                 sd->nr_balance_failed = 0;
4428
4429         if (likely(!active_balance)) {
4430                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4431                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4432         } else {
4433                 /*
4434                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4435                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4436                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4437                  * move_tasks).
4438                  */
4439                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4440                         sd->balance_interval *= 2;
4441         }
4442
4443         goto out;
4444
4445 out_balanced:
4446         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4447
4448         sd->nr_balance_failed = 0;
4449
4450 out_one_pinned:
4451         /* tune up the balancing interval */
4452         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
4453                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4454                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4455                 sd->balance_interval *= 2;
4456
4457         ld_moved = 0;
4458 out:
4459         return ld_moved;
4460 }
4461
4462 /*
4463  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4464  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4465  */
4466 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4467 {
4468         struct sched_domain *sd;
4469         int pulled_task = 0;
4470         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4471
4472         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
4473
4474         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
4475                 return;
4476
4477         /*
4478          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
4479          */
4480         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4481
4482         update_shares(this_cpu);
4483         rcu_read_lock();
4484         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4485                 unsigned long interval;
4486                 int balance = 1;
4487
4488                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4489                         continue;
4490
4491                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
4492                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4493                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
4494                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
4495                 }
4496
4497                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4498                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4499                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4500                 if (pulled_task) {
4501                         this_rq->idle_stamp = 0;
4502                         break;
4503                 }
4504         }
4505         rcu_read_unlock();
4506
4507         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4508
4509         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4510                 /*
4511                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4512                  * a busy processor. So reset next_balance.
4513                  */
4514                 this_rq->next_balance = next_balance;
4515         }
4516 }
4517
4518 /*
4519  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
4520  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
4521  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
4522  * avoids physical / logical imbalances.
4523  */
4524 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
4525 {
4526         struct rq *busiest_rq = data;
4527         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
4528         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4529         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4530         struct sched_domain *sd;
4531
4532         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
4533
4534         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
4535         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
4536                      !busiest_rq->active_balance))
4537                 goto out_unlock;
4538
4539         /* Is there any task to move? */
4540         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4541                 goto out_unlock;
4542
4543         /*
4544          * This condition is "impossible", if it occurs
4545          * we need to fix it. Originally reported by
4546          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4547          */
4548         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4549
4550         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4551         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4552
4553         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4554         rcu_read_lock();
4555         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4556                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4557                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4558                                 break;
4559         }
4560
4561         if (likely(sd)) {
4562                 struct lb_env env = {
4563                         .sd             = sd,
4564                         .dst_cpu        = target_cpu,
4565                         .dst_rq         = target_rq,
4566                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
4567                         .src_rq         = busiest_rq,
4568                         .idle           = CPU_IDLE,
4569                 };
4570
4571                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4572
4573                 if (move_one_task(&env))
4574                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4575                 else
4576                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4577         }
4578         rcu_read_unlock();
4579         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4580 out_unlock:
4581         busiest_rq->active_balance = 0;
4582         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
4583         return 0;
4584 }
4585
4586 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4587 /*
4588  * idle load balancing details
4589  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
4590  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
4591  *   load balancing for all the idle CPUs.
4592  */
4593 static struct {
4594         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
4595         atomic_t nr_cpus;
4596         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
4597 } nohz ____cacheline_aligned;
4598
4599 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4600 {
4601         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
4602
4603         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
4604                 return ilb;
4605
4606         return nr_cpu_ids;
4607 }
4608
4609 /*
4610  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
4611  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
4612  * CPU (if there is one).
4613  */
4614 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
4615 {
4616         int ilb_cpu;
4617
4618         nohz.next_balance++;
4619
4620         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
4621
4622         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
4623                 return;
4624
4625         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
4626                 return;
4627         /*
4628          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
4629          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
4630          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
4631          * will be run before returning from the IPI.
4632          */
4633         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
4634         return;
4635 }
4636
4637 static inline void clear_nohz_tick_stopped(int cpu)
4638 {
4639         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
4640                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
4641                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
4642                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
4643         }
4644 }
4645
4646 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
4647 {
4648         struct sched_domain *sd;
4649         int cpu = smp_processor_id();
4650
4651         if (!test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
4652                 return;
4653         clear_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
4654
4655         rcu_read_lock();
4656         for_each_domain(cpu, sd)
4657                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
4658         rcu_read_unlock();
4659 }
4660
4661 void set_cpu_sd_state_idle(void)
4662 {
4663         struct sched_domain *sd;
4664         int cpu = smp_processor_id();
4665
4666         if (test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
4667                 return;
4668         set_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
4669
4670         rcu_read_lock();
4671         for_each_domain(cpu, sd)
4672                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
4673         rcu_read_unlock();
4674 }
4675
4676 /*
4677  * This routine will record that this cpu is going idle with tick stopped.
4678  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
4679  */
4680 void select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4681 {
4682         int cpu = smp_processor_id();
4683
4684         /*
4685          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
4686          */
4687         if (!cpu_active(cpu))
4688                 return;
4689
4690         if (stop_tick) {
4691                 if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
4692                         return;
4693
4694                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
4695                 atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
4696                 set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
4697         }
4698         return;
4699 }
4700
4701 static int __cpuinit sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
4702                                         unsigned long action, void *hcpu)
4703 {
4704         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
4705         case CPU_DYING:
4706                 clear_nohz_tick_stopped(smp_processor_id());
4707                 return NOTIFY_OK;
4708         default:
4709                 return NOTIFY_DONE;
4710         }
4711 }
4712 #endif
4713
4714 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4715
4716 /*
4717  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
4718  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
4719  */
4720 void update_max_interval(void)
4721 {
4722         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
4723 }
4724
4725 /*
4726  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4727  * and initiates a balancing operation if so.
4728  *
4729  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4730  */
4731 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4732 {
4733         int balance = 1;
4734         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4735         unsigned long interval;
4736         struct sched_domain *sd;
4737         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4738         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4739         int update_next_balance = 0;
4740         int need_serialize;
4741
4742         update_shares(cpu);
4743
4744         rcu_read_lock();
4745         for_each_domain(cpu, sd) {
4746                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4747                         continue;
4748
4749                 interval = sd->balance_interval;
4750                 if (idle != CPU_IDLE)
4751                         interval *= sd->busy_factor;
4752
4753                 /* scale ms to jiffies */
4754                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4755                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
4756
4757                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4758
4759                 if (need_serialize) {
4760                         if (!spin_trylock(&balancing))
4761                                 goto out;
4762                 }
4763
4764                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4765                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4766                                 /*
4767                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4768                                  * longer idle.
4769                                  */
4770                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4771                         }
4772                         sd->last_balance = jiffies;
4773                 }
4774                 if (need_serialize)
4775                         spin_unlock(&balancing);
4776 out:
4777                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4778                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4779                         update_next_balance = 1;
4780                 }
4781
4782                 /*
4783                  * Stop the load balance at this level. There is another
4784                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4785                  * actively.
4786                  */
4787                 if (!balance)
4788                         break;
4789         }
4790         rcu_read_unlock();
4791
4792         /*
4793          * next_balance will be updated only when there is a need.
4794          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4795          * updated.
4796          */
4797         if (likely(update_next_balance))
4798                 rq->next_balance = next_balance;
4799 }
4800
4801 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4802 /*
4803  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
4804  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4805  */
4806 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
4807 {
4808         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4809         struct rq *rq;
4810         int balance_cpu;
4811
4812         if (idle != CPU_IDLE ||
4813             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
4814                 goto end;
4815
4816         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
4817                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
4818                         continue;
4819
4820                 /*
4821                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4822                  * work being done for other cpus. Next load
4823                  * balancing owner will pick it up.
4824                  */
4825                 if (need_resched())
4826                         break;
4827
4828                 raw_spin_lock_irq(&this_rq->lock);
4829                 update_rq_clock(this_rq);
4830                 update_idle_cpu_load(this_rq);
4831                 raw_spin_unlock_irq(&this_rq->lock);
4832
4833                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4834
4835                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
4836                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4837                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4838         }
4839         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
4840 end:
4841         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
4842 }
4843
4844 /*
4845  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
4846  * of an idle cpu is the system.
4847  *   - This rq has more than one task.
4848  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
4849  *     busy cpu's exceeding the group's power.
4850  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
4851  *     domain span are idle.
4852  */
4853 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
4854 {
4855         unsigned long now = jiffies;
4856         struct sched_domain *sd;
4857
4858         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
4859                 return 0;
4860
4861        /*
4862         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
4863         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
4864         */
4865         set_cpu_sd_state_busy();
4866         clear_nohz_tick_stopped(cpu);
4867
4868         /*
4869          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
4870          * balancing.
4871          */
4872         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
4873                 return 0;
4874
4875         if (time_before(now, nohz.next_balance))
4876                 return 0;
4877
4878         if (rq->nr_running >= 2)
4879                 goto need_kick;
4880
4881         rcu_read_lock();
4882         for_each_domain(cpu, sd) {
4883                 struct sched_group *sg = sd->groups;
4884                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
4885                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
4886
4887                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
4888                         goto need_kick_unlock;
4889
4890                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
4891                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
4892                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
4893                         goto need_kick_unlock;
4894
4895                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
4896                         break;
4897         }
4898         rcu_read_unlock();
4899         return 0;
4900
4901 need_kick_unlock:
4902         rcu_read_unlock();
4903 need_kick:
4904         return 1;
4905 }
4906 #else
4907 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
4908 #endif
4909
4910 /*
4911  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4912  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
4913  */
4914 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4915 {
4916         int this_cpu = smp_processor_id();
4917         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4918         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
4919                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4920
4921         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4922
4923         /*
4924          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
4925          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4926          * stopped.
4927          */
4928         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
4929 }
4930
4931 static inline int on_null_domain(int cpu)
4932 {
4933         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
4934 }
4935
4936 /*
4937  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4938  */
4939 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4940 {
4941         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4942         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4943             likely(!on_null_domain(cpu)))
4944                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4945 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4946         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
4947                 nohz_balancer_kick(cpu);
4948 #endif
4949 }
4950
4951 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
4952 {
4953         update_sysctl();
4954 }
4955
4956 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
4957 {
4958         update_sysctl();
4959 }
4960
4961 #endif /* CONFIG_SMP */
4962
4963 /*
4964  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
4965  */
4966 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
4967 {
4968         struct cfs_rq *cfs_rq;
4969         struct sched_entity *se = &curr->se;
4970
4971         for_each_sched_entity(se) {
4972                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4973                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
4974         }
4975 }
4976
4977 /*
4978  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
4979  *  - child not yet on the tasklist
4980  *  - preemption disabled
4981  */
4982 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
4983 {
4984         struct cfs_rq *cfs_rq;
4985         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
4986         int this_cpu = smp_processor_id();
4987         struct rq *rq = this_rq();
4988         unsigned long flags;
4989
4990         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4991
4992         update_rq_clock(rq);
4993
4994         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
4995         curr = cfs_rq->curr;
4996
4997         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu)) {
4998                 rcu_read_lock();
4999                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
5000                 rcu_read_unlock();
5001         }
5002
5003         update_curr(cfs_rq);
5004
5005         if (curr)
5006                 se->vruntime = curr->vruntime;
5007         place_entity(cfs_rq, se, 1);
5008
5009         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
5010                 /*
5011                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
5012                  * 'current' within the tree based on its new key value.
5013                  */
5014                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
5015                 resched_task(rq->curr);
5016         }
5017
5018         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5019
5020         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5021 }
5022
5023 /*
5024  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
5025  * the current task.
5026  */
5027 static void
5028 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
5029 {
5030         if (!p->se.on_rq)
5031                 return;
5032
5033         /*
5034          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
5035          * our priority decreased, or if we are not currently running on
5036          * this runqueue and our priority is higher than the current's
5037          */
5038         if (rq->curr == p) {
5039                 if (p->prio > oldprio)
5040                         resched_task(rq->curr);
5041         } else
5042                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5043 }
5044
5045 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5046 {
5047         struct sched_entity *se = &p->se;
5048         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5049
5050         /*
5051          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
5052          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
5053          * do the right thing.
5054          *
5055          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
5056          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
5057          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
5058          */
5059         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
5060                 /*
5061                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
5062                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
5063                  */
5064                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
5065                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5066         }
5067 }
5068
5069 /*
5070  * We switched to the sched_fair class.
5071  */
5072 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5073 {
5074         if (!p->se.on_rq)
5075                 return;
5076
5077         /*
5078          * We were most likely switched from sched_rt, so
5079          * kick off the schedule if running, otherwise just see
5080          * if we can still preempt the current task.
5081          */
5082         if (rq->curr == p)
5083                 resched_task(rq->curr);
5084         else
5085                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5086 }
5087
5088 /* Account for a task changing its policy or group.
5089  *
5090  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
5091  * migrates between groups/classes.
5092  */
5093 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
5094 {
5095         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
5096
5097         for_each_sched_entity(se) {
5098                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5099
5100                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5101                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
5102                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5103         }
5104 }
5105
5106 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5107 {
5108         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
5109         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
5110 #ifndef CONFIG_64BIT
5111         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
5112 #endif
5113 }
5114
5115 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5116 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
5117 {
5118         /*
5119          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
5120          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
5121          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
5122          * bonus in place_entity()).
5123          *
5124          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
5125          * ->vruntime to a relative base.
5126          *
5127          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
5128          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
5129          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
5130          */
5131         /*
5132          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
5133          * But there are some cases where it has already been normalized:
5134          *
5135          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
5136          *   wake_up_new_task().
5137          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
5138          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
5139          *
5140          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
5141          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
5142          */
5143         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
5144                 on_rq = 1;
5145
5146         if (!on_rq)
5147                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5148         set_task_rq(p, task_cpu(p));
5149         if (!on_rq)
5150                 p->se.vruntime += cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5151 }
5152
5153 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
5154 {
5155         int i;
5156
5157         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5158
5159         for_each_possible_cpu(i) {
5160                 if (tg->cfs_rq)
5161                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
5162                 if (tg->se)
5163                         kfree(tg->se[i]);
5164         }
5165
5166         kfree(tg->cfs_rq);
5167         kfree(tg->se);
5168 }
5169
5170 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
5171 {
5172         struct cfs_rq *cfs_rq;
5173         struct sched_entity *se;
5174         int i;
5175
5176         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5177         if (!tg->cfs_rq)
5178                 goto err;
5179         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5180         if (!tg->se)
5181                 goto err;
5182
5183         tg->shares = NICE_0_LOAD;
5184
5185         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5186
5187         for_each_possible_cpu(i) {
5188                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
5189                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5190                 if (!cfs_rq)
5191                         goto err;
5192
5193                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
5194                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5195                 if (!se)
5196                         goto err_free_rq;
5197
5198                 init_cfs_rq(cfs_rq);
5199                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
5200         }
5201
5202         return 1;
5203
5204 err_free_rq:
5205         kfree(cfs_rq);
5206 err:
5207         return 0;
5208 }
5209
5210 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
5211 {
5212         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5213         unsigned long flags;
5214
5215         /*
5216         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
5217         * check on_list without danger of it being re-added.
5218         */
5219         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
5220                 return;
5221
5222         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5223         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
5224         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5225 }
5226
5227 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
5228                         struct sched_entity *se, int cpu,
5229                         struct sched_entity *parent)
5230 {
5231         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5232
5233         cfs_rq->tg = tg;
5234         cfs_rq->rq = rq;
5235 #ifdef CONFIG_SMP
5236         /* allow initial update_cfs_load() to truncate */
5237         cfs_rq->load_stamp = 1;
5238 #endif
5239         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5240
5241         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
5242         tg->se[cpu] = se;
5243
5244         /* se could be NULL for root_task_group */
5245         if (!se)
5246                 return;
5247
5248         if (!parent)
5249                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
5250         else
5251                 se->cfs_rq = parent->my_q;
5252
5253         se->my_q = cfs_rq;
5254         update_load_set(&se->load, 0);
5255         se->parent = parent;
5256 }
5257
5258 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
5259
5260 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
5261 {
5262         int i;
5263         unsigned long flags;
5264
5265         /*
5266          * We can't change the weight of the root cgroup.
5267          */
5268         if (!tg->se[0])
5269                 return -EINVAL;
5270
5271         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
5272
5273         mutex_lock(&shares_mutex);
5274         if (tg->shares == shares)
5275                 goto done;
5276
5277         tg->shares = shares;
5278         for_each_possible_cpu(i) {
5279                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5280                 struct sched_entity *se;
5281
5282                 se = tg->se[i];
5283                 /* Propagate contribution to hierarchy */
5284                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5285                 for_each_sched_entity(se)
5286                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
5287                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5288         }
5289
5290 done:
5291         mutex_unlock(&shares_mutex);
5292         return 0;
5293 }
5294 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5295
5296 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
5297
5298 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
5299 {
5300         return 1;
5301 }
5302
5303 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
5304
5305 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5306
5307
5308 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
5309 {
5310         struct sched_entity *se = &task->se;
5311         unsigned int rr_interval = 0;
5312
5313         /*
5314          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
5315          * idle runqueue:
5316          */
5317         if (rq->cfs.load.weight)
5318                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
5319
5320         return rr_interval;
5321 }
5322
5323 /*
5324  * All the scheduling class methods:
5325  */
5326 const struct sched_class fair_sched_class = {
5327         .next                   = &idle_sched_class,
5328         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
5329         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
5330         .yield_task             = yield_task_fair,
5331         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
5332
5333         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
5334
5335         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
5336         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
5337
5338 #ifdef CONFIG_SMP
5339         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
5340
5341         .rq_online              = rq_online_fair,
5342         .rq_offline             = rq_offline_fair,
5343
5344         .task_waking            = task_waking_fair,
5345 #endif
5346
5347         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
5348         .task_tick              = task_tick_fair,
5349         .task_fork              = task_fork_fair,
5350
5351         .prio_changed           = prio_changed_fair,
5352         .switched_from          = switched_from_fair,
5353         .switched_to            = switched_to_fair,
5354
5355         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
5356
5357 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5358         .task_move_group        = task_move_group_fair,
5359 #endif
5360 };
5361
5362 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5363 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
5364 {
5365         struct cfs_rq *cfs_rq;
5366
5367         rcu_read_lock();
5368         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
5369                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
5370         rcu_read_unlock();
5371 }
5372 #endif
5373
5374 __init void init_sched_fair_class(void)
5375 {
5376 #ifdef CONFIG_SMP
5377         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
5378
5379 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5380         nohz.next_balance = jiffies;
5381         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
5382         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
5383 #endif
5384 #endif /* SMP */
5385
5386 }