155783b4e4bfea97781473690d172e97fb355acb
[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 #include <linux/mempolicy.h>
30 #include <linux/migrate.h>
31 #include <linux/task_work.h>
32
33 #include <trace/events/sched.h>
34
35 #include "sched.h"
36
37 /*
38  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
39  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
40  *
41  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
42  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
43  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
44  * based scheduling concepts.
45  *
46  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
47  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
48  */
49 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
50 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51
52 /*
53  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
54  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
55  *
56  * Options are:
57  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
58  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
60  */
61 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
62         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
63
64 /*
65  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
66  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
69 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70
71 /*
72  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
73  */
74 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
75
76 /*
77  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
78  * parent will (try to) run first.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
81
82 /*
83  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
84  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
85  *
86  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
87  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
88  * have immediate wakeup/sleep latencies.
89  */
90 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
91 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92
93 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
94
95 /*
96  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
97  * distribution.
98  * (default: 10msec)
99  */
100 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
101
102 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
103 /*
104  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
105  * each time a cfs_rq requests quota.
106  *
107  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
108  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
109  * we will always only issue the remaining available time.
110  *
111  * default: 5 msec, units: microseconds
112   */
113 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
114 #endif
115
116 /*
117  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
118  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
119  * to users decreases. But the relationship is not linear,
120  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
121  * number of CPUs.
122  *
123  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
124  */
125 static int get_update_sysctl_factor(void)
126 {
127         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
128         unsigned int factor;
129
130         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
131         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
132                 factor = 1;
133                 break;
134         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
135                 factor = cpus;
136                 break;
137         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
138         default:
139                 factor = 1 + ilog2(cpus);
140                 break;
141         }
142
143         return factor;
144 }
145
146 static void update_sysctl(void)
147 {
148         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
149
150 #define SET_SYSCTL(name) \
151         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
152         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
153         SET_SYSCTL(sched_latency);
154         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
155 #undef SET_SYSCTL
156 }
157
158 void sched_init_granularity(void)
159 {
160         update_sysctl();
161 }
162
163 #if BITS_PER_LONG == 32
164 # define WMULT_CONST    (~0UL)
165 #else
166 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
167 #endif
168
169 #define WMULT_SHIFT     32
170
171 /*
172  * Shift right and round:
173  */
174 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
175
176 /*
177  * delta *= weight / lw
178  */
179 static unsigned long
180 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
181                 struct load_weight *lw)
182 {
183         u64 tmp;
184
185         /*
186          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
187          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
188          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
189          */
190         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
191                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
192         else
193                 tmp = (u64)delta_exec;
194
195         if (!lw->inv_weight) {
196                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
197
198                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
199                         lw->inv_weight = 1;
200                 else if (unlikely(!w))
201                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
202                 else
203                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
204         }
205
206         /*
207          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
208          */
209         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
210                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
211                         WMULT_SHIFT/2);
212         else
213                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
214
215         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
216 }
217
218
219 const struct sched_class fair_sched_class;
220
221 /**************************************************************
222  * CFS operations on generic schedulable entities:
223  */
224
225 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
226
227 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
228 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
229 {
230         return cfs_rq->rq;
231 }
232
233 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
234 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
235
236 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
237 {
238 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
239         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
240 #endif
241         return container_of(se, struct task_struct, se);
242 }
243
244 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
245 #define for_each_sched_entity(se) \
246                 for (; se; se = se->parent)
247
248 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
249 {
250         return p->se.cfs_rq;
251 }
252
253 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
254 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
255 {
256         return se->cfs_rq;
257 }
258
259 /* runqueue "owned" by this group */
260 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
261 {
262         return grp->my_q;
263 }
264
265 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
266                                        int force_update);
267
268 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
269 {
270         if (!cfs_rq->on_list) {
271                 /*
272                  * Ensure we either appear before our parent (if already
273                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
274                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
275                  * reduces this to two cases.
276                  */
277                 if (cfs_rq->tg->parent &&
278                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
279                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
280                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
281                 } else {
282                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
283                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
284                 }
285
286                 cfs_rq->on_list = 1;
287                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
288                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
289         }
290 }
291
292 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
293 {
294         if (cfs_rq->on_list) {
295                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
296                 cfs_rq->on_list = 0;
297         }
298 }
299
300 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
301 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
302         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
303
304 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
305 static inline int
306 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
307 {
308         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
309                 return 1;
310
311         return 0;
312 }
313
314 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
315 {
316         return se->parent;
317 }
318
319 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
320 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
321 {
322         int depth = 0;
323
324         for_each_sched_entity(se)
325                 depth++;
326
327         return depth;
328 }
329
330 static void
331 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
332 {
333         int se_depth, pse_depth;
334
335         /*
336          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
337          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
338          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
339          * parent.
340          */
341
342         /* First walk up until both entities are at same depth */
343         se_depth = depth_se(*se);
344         pse_depth = depth_se(*pse);
345
346         while (se_depth > pse_depth) {
347                 se_depth--;
348                 *se = parent_entity(*se);
349         }
350
351         while (pse_depth > se_depth) {
352                 pse_depth--;
353                 *pse = parent_entity(*pse);
354         }
355
356         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
357                 *se = parent_entity(*se);
358                 *pse = parent_entity(*pse);
359         }
360 }
361
362 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
363
364 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
365 {
366         return container_of(se, struct task_struct, se);
367 }
368
369 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
370 {
371         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
372 }
373
374 #define entity_is_task(se)      1
375
376 #define for_each_sched_entity(se) \
377                 for (; se; se = NULL)
378
379 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
380 {
381         return &task_rq(p)->cfs;
382 }
383
384 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
385 {
386         struct task_struct *p = task_of(se);
387         struct rq *rq = task_rq(p);
388
389         return &rq->cfs;
390 }
391
392 /* runqueue "owned" by this group */
393 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
394 {
395         return NULL;
396 }
397
398 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
399 {
400 }
401
402 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
403 {
404 }
405
406 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
407                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
408
409 static inline int
410 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
411 {
412         return 1;
413 }
414
415 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
416 {
417         return NULL;
418 }
419
420 static inline void
421 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
422 {
423 }
424
425 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
426
427 static __always_inline
428 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec);
429
430 /**************************************************************
431  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
432  */
433
434 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
435 {
436         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
437         if (delta > 0)
438                 max_vruntime = vruntime;
439
440         return max_vruntime;
441 }
442
443 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
444 {
445         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
446         if (delta < 0)
447                 min_vruntime = vruntime;
448
449         return min_vruntime;
450 }
451
452 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
453                                 struct sched_entity *b)
454 {
455         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
456 }
457
458 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
459 {
460         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
461
462         if (cfs_rq->curr)
463                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
464
465         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
466                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
467                                                    struct sched_entity,
468                                                    run_node);
469
470                 if (!cfs_rq->curr)
471                         vruntime = se->vruntime;
472                 else
473                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
474         }
475
476         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
477         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
478 #ifndef CONFIG_64BIT
479         smp_wmb();
480         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
481 #endif
482 }
483
484 /*
485  * Enqueue an entity into the rb-tree:
486  */
487 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
488 {
489         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
490         struct rb_node *parent = NULL;
491         struct sched_entity *entry;
492         int leftmost = 1;
493
494         /*
495          * Find the right place in the rbtree:
496          */
497         while (*link) {
498                 parent = *link;
499                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
500                 /*
501                  * We dont care about collisions. Nodes with
502                  * the same key stay together.
503                  */
504                 if (entity_before(se, entry)) {
505                         link = &parent->rb_left;
506                 } else {
507                         link = &parent->rb_right;
508                         leftmost = 0;
509                 }
510         }
511
512         /*
513          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
514          * used):
515          */
516         if (leftmost)
517                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
518
519         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
520         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
521 }
522
523 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
524 {
525         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
526                 struct rb_node *next_node;
527
528                 next_node = rb_next(&se->run_node);
529                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
530         }
531
532         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
533 }
534
535 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
536 {
537         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
538
539         if (!left)
540                 return NULL;
541
542         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
543 }
544
545 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
546 {
547         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
548
549         if (!next)
550                 return NULL;
551
552         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
553 }
554
555 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
556 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
557 {
558         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
559
560         if (!last)
561                 return NULL;
562
563         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
564 }
565
566 /**************************************************************
567  * Scheduling class statistics methods:
568  */
569
570 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
571                 void __user *buffer, size_t *lenp,
572                 loff_t *ppos)
573 {
574         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
575         int factor = get_update_sysctl_factor();
576
577         if (ret || !write)
578                 return ret;
579
580         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
581                                         sysctl_sched_min_granularity);
582
583 #define WRT_SYSCTL(name) \
584         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
585         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
586         WRT_SYSCTL(sched_latency);
587         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
588 #undef WRT_SYSCTL
589
590         return 0;
591 }
592 #endif
593
594 /*
595  * delta /= w
596  */
597 static inline unsigned long
598 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
599 {
600         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
601                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
602
603         return delta;
604 }
605
606 /*
607  * The idea is to set a period in which each task runs once.
608  *
609  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
610  * this period because otherwise the slices get too small.
611  *
612  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
613  */
614 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
615 {
616         u64 period = sysctl_sched_latency;
617         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
618
619         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
620                 period = sysctl_sched_min_granularity;
621                 period *= nr_running;
622         }
623
624         return period;
625 }
626
627 /*
628  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
629  * proportional to the weight.
630  *
631  * s = p*P[w/rw]
632  */
633 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
634 {
635         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
636
637         for_each_sched_entity(se) {
638                 struct load_weight *load;
639                 struct load_weight lw;
640
641                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
642                 load = &cfs_rq->load;
643
644                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
645                         lw = cfs_rq->load;
646
647                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
648                         load = &lw;
649                 }
650                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
651         }
652         return slice;
653 }
654
655 /*
656  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
657  *
658  * vs = s/w
659  */
660 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
661 {
662         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
663 }
664
665 /*
666  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
667  * are not in our scheduling class.
668  */
669 static inline void
670 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
671               unsigned long delta_exec)
672 {
673         unsigned long delta_exec_weighted;
674
675         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
676                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
677
678         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
679         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
680         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
681
682         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
683         update_min_vruntime(cfs_rq);
684 }
685
686 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
687 {
688         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
689         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
690         unsigned long delta_exec;
691
692         if (unlikely(!curr))
693                 return;
694
695         /*
696          * Get the amount of time the current task was running
697          * since the last time we changed load (this cannot
698          * overflow on 32 bits):
699          */
700         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
701         if (!delta_exec)
702                 return;
703
704         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
705         curr->exec_start = now;
706
707         if (entity_is_task(curr)) {
708                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
709
710                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
711                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
712                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
713         }
714
715         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
716 }
717
718 static inline void
719 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
720 {
721         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
722 }
723
724 /*
725  * Task is being enqueued - update stats:
726  */
727 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
728 {
729         /*
730          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
731          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
732          */
733         if (se != cfs_rq->curr)
734                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
735 }
736
737 static void
738 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
739 {
740         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
741                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
742         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
743         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
744                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
745 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
746         if (entity_is_task(se)) {
747                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
748                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
749         }
750 #endif
751         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
752 }
753
754 static inline void
755 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
756 {
757         /*
758          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
759          * waiting task:
760          */
761         if (se != cfs_rq->curr)
762                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
763 }
764
765 /*
766  * We are picking a new current task - update its stats:
767  */
768 static inline void
769 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
770 {
771         /*
772          * We are starting a new run period:
773          */
774         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
775 }
776
777 /**************************************************
778  * Scheduling class queueing methods:
779  */
780
781 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
782 /*
783  * numa task sample period in ms
784  */
785 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 100;
786 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 100*50;
787 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_reset = 100*600;
788
789 /* Portion of address space to scan in MB */
790 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
791
792 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
793 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
794
795 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
796 {
797         int seq;
798
799         if (!p->mm)     /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
800                 return;
801         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
802         if (p->numa_scan_seq == seq)
803                 return;
804         p->numa_scan_seq = seq;
805
806         /* FIXME: Scheduling placement policy hints go here */
807 }
808
809 /*
810  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
811  */
812 void task_numa_fault(int node, int pages, bool migrated)
813 {
814         struct task_struct *p = current;
815
816         if (!sched_feat_numa(NUMA))
817                 return;
818
819         /* FIXME: Allocate task-specific structure for placement policy here */
820
821         /*
822          * If pages are properly placed (did not migrate) then scan slower.
823          * This is reset periodically in case of phase changes
824          */
825         if (!migrated)
826                 p->numa_scan_period = min(sysctl_numa_balancing_scan_period_max,
827                         p->numa_scan_period + jiffies_to_msecs(10));
828
829         task_numa_placement(p);
830 }
831
832 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
833 {
834         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
835         p->mm->numa_scan_offset = 0;
836 }
837
838 /*
839  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
840  * Triggered from task_tick_numa().
841  */
842 void task_numa_work(struct callback_head *work)
843 {
844         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
845         struct task_struct *p = current;
846         struct mm_struct *mm = p->mm;
847         struct vm_area_struct *vma;
848         unsigned long start, end;
849         long pages;
850
851         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
852
853         work->next = work; /* protect against double add */
854         /*
855          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
856          *
857          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
858          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
859          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
860          * work.
861          */
862         if (p->flags & PF_EXITING)
863                 return;
864
865         /*
866          * We do not care about task placement until a task runs on a node
867          * other than the first one used by the address space. This is
868          * largely because migrations are driven by what CPU the task
869          * is running on. If it's never scheduled on another node, it'll
870          * not migrate so why bother trapping the fault.
871          */
872         if (mm->first_nid == NUMA_PTE_SCAN_INIT)
873                 mm->first_nid = numa_node_id();
874         if (mm->first_nid != NUMA_PTE_SCAN_ACTIVE) {
875                 /* Are we running on a new node yet? */
876                 if (numa_node_id() == mm->first_nid &&
877                     !sched_feat_numa(NUMA_FORCE))
878                         return;
879
880                 mm->first_nid = NUMA_PTE_SCAN_ACTIVE;
881         }
882
883         /*
884          * Reset the scan period if enough time has gone by. Objective is that
885          * scanning will be reduced if pages are properly placed. As tasks
886          * can enter different phases this needs to be re-examined. Lacking
887          * proper tracking of reference behaviour, this blunt hammer is used.
888          */
889         migrate = mm->numa_next_reset;
890         if (time_after(now, migrate)) {
891                 p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_min;
892                 next_scan = now + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_period_reset);
893                 xchg(&mm->numa_next_reset, next_scan);
894         }
895
896         /*
897          * Enforce maximal scan/migration frequency..
898          */
899         migrate = mm->numa_next_scan;
900         if (time_before(now, migrate))
901                 return;
902
903         if (p->numa_scan_period == 0)
904                 p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_min;
905
906         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
907         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
908                 return;
909
910         /*
911          * Do not set pte_numa if the current running node is rate-limited.
912          * This loses statistics on the fault but if we are unwilling to
913          * migrate to this node, it is less likely we can do useful work
914          */
915         if (migrate_ratelimited(numa_node_id()))
916                 return;
917
918         start = mm->numa_scan_offset;
919         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
920         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
921         if (!pages)
922                 return;
923
924         down_read(&mm->mmap_sem);
925         vma = find_vma(mm, start);
926         if (!vma) {
927                 reset_ptenuma_scan(p);
928                 start = 0;
929                 vma = mm->mmap;
930         }
931         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
932                 if (!vma_migratable(vma))
933                         continue;
934
935                 /* Skip small VMAs. They are not likely to be of relevance */
936                 if (vma->vm_end - vma->vm_start < HPAGE_SIZE)
937                         continue;
938
939                 do {
940                         start = max(start, vma->vm_start);
941                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
942                         end = min(end, vma->vm_end);
943                         pages -= change_prot_numa(vma, start, end);
944
945                         start = end;
946                         if (pages <= 0)
947                                 goto out;
948                 } while (end != vma->vm_end);
949         }
950
951 out:
952         /*
953          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few VMAs are
954          * not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we would find the
955          * !migratable VMA on the next scan but not reset the scanner to the start
956          * so check it now.
957          */
958         if (vma)
959                 mm->numa_scan_offset = start;
960         else
961                 reset_ptenuma_scan(p);
962         up_read(&mm->mmap_sem);
963 }
964
965 /*
966  * Drive the periodic memory faults..
967  */
968 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
969 {
970         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
971         u64 period, now;
972
973         /*
974          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
975          */
976         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
977                 return;
978
979         /*
980          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
981          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
982          * task needs to have done some actual work before we bother with
983          * NUMA placement.
984          */
985         now = curr->se.sum_exec_runtime;
986         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
987
988         if (now - curr->node_stamp > period) {
989                 if (!curr->node_stamp)
990                         curr->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_min;
991                 curr->node_stamp = now;
992
993                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
994                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
995                         task_work_add(curr, work, true);
996                 }
997         }
998 }
999 #else
1000 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1001 {
1002 }
1003 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1004
1005 static void
1006 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1007 {
1008         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1009         if (!parent_entity(se))
1010                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1011 #ifdef CONFIG_SMP
1012         if (entity_is_task(se))
1013                 list_add(&se->group_node, &rq_of(cfs_rq)->cfs_tasks);
1014 #endif
1015         cfs_rq->nr_running++;
1016 }
1017
1018 static void
1019 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1020 {
1021         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1022         if (!parent_entity(se))
1023                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1024         if (entity_is_task(se))
1025                 list_del_init(&se->group_node);
1026         cfs_rq->nr_running--;
1027 }
1028
1029 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1030 # ifdef CONFIG_SMP
1031 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
1032 {
1033         long tg_weight;
1034
1035         /*
1036          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
1037          * to gain a more accurate current total weight. See
1038          * update_cfs_rq_load_contribution().
1039          */
1040         tg_weight = atomic64_read(&tg->load_avg);
1041         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1042         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
1043
1044         return tg_weight;
1045 }
1046
1047 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1048 {
1049         long tg_weight, load, shares;
1050
1051         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
1052         load = cfs_rq->load.weight;
1053
1054         shares = (tg->shares * load);
1055         if (tg_weight)
1056                 shares /= tg_weight;
1057
1058         if (shares < MIN_SHARES)
1059                 shares = MIN_SHARES;
1060         if (shares > tg->shares)
1061                 shares = tg->shares;
1062
1063         return shares;
1064 }
1065 # else /* CONFIG_SMP */
1066 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1067 {
1068         return tg->shares;
1069 }
1070 # endif /* CONFIG_SMP */
1071 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
1072                             unsigned long weight)
1073 {
1074         if (se->on_rq) {
1075                 /* commit outstanding execution time */
1076                 if (cfs_rq->curr == se)
1077                         update_curr(cfs_rq);
1078                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1079         }
1080
1081         update_load_set(&se->load, weight);
1082
1083         if (se->on_rq)
1084                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1085 }
1086
1087 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
1088
1089 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1090 {
1091         struct task_group *tg;
1092         struct sched_entity *se;
1093         long shares;
1094
1095         tg = cfs_rq->tg;
1096         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1097         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1098                 return;
1099 #ifndef CONFIG_SMP
1100         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
1101                 return;
1102 #endif
1103         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
1104
1105         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
1106 }
1107 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1108 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1109 {
1110 }
1111 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1112
1113 /* Only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED may be removed when useful in lb */
1114 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)
1115 /*
1116  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
1117  * Note: The tables below are dependent on this value.
1118  */
1119 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
1120 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
1121 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
1122
1123 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
1124 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
1125         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
1126         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
1127         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
1128         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
1129         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
1130         0x85aac367, 0x82cd8698,
1131 };
1132
1133 /*
1134  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
1135  * over-estimates when re-combining.
1136  */
1137 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
1138             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
1139          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
1140         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
1141 };
1142
1143 /*
1144  * Approximate:
1145  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
1146  */
1147 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
1148 {
1149         unsigned int local_n;
1150
1151         if (!n)
1152                 return val;
1153         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
1154                 return 0;
1155
1156         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
1157         local_n = n;
1158
1159         /*
1160          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
1161          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
1162          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
1163          *
1164          * To achieve constant time decay_load.
1165          */
1166         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
1167                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
1168                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
1169         }
1170
1171         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
1172         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
1173         return val >> 32;
1174 }
1175
1176 /*
1177  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
1178  * average will be: \Sum 1024*y^n
1179  *
1180  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
1181  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
1182  */
1183 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
1184 {
1185         u32 contrib = 0;
1186
1187         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
1188                 return runnable_avg_yN_sum[n];
1189         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
1190                 return LOAD_AVG_MAX;
1191
1192         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
1193         do {
1194                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
1195                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
1196
1197                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
1198         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
1199
1200         contrib = decay_load(contrib, n);
1201         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
1202 }
1203
1204 /*
1205  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
1206  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
1207  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
1208  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
1209  *
1210  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
1211  *      p0            p1           p2
1212  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
1213  *
1214  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
1215  *
1216  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
1217  * following representation of historical load:
1218  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
1219  *
1220  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
1221  *   y^32 = 0.5
1222  *
1223  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
1224  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
1225  * (u_0).
1226  *
1227  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
1228  * sum again by y is sufficient to update:
1229  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
1230  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
1231  */
1232 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
1233                                                         struct sched_avg *sa,
1234                                                         int runnable)
1235 {
1236         u64 delta, periods;
1237         u32 runnable_contrib;
1238         int delta_w, decayed = 0;
1239
1240         delta = now - sa->last_runnable_update;
1241         /*
1242          * This should only happen when time goes backwards, which it
1243          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
1244          */
1245         if ((s64)delta < 0) {
1246                 sa->last_runnable_update = now;
1247                 return 0;
1248         }
1249
1250         /*
1251          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
1252          * approximation of 1us and fast to compute.
1253          */
1254         delta >>= 10;
1255         if (!delta)
1256                 return 0;
1257         sa->last_runnable_update = now;
1258
1259         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
1260         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
1261         if (delta + delta_w >= 1024) {
1262                 /* period roll-over */
1263                 decayed = 1;
1264
1265                 /*
1266                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
1267                  * out how much from delta we need to complete the current
1268                  * period and accrue it.
1269                  */
1270                 delta_w = 1024 - delta_w;
1271                 if (runnable)
1272                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
1273                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
1274
1275                 delta -= delta_w;
1276
1277                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
1278                 periods = delta / 1024;
1279                 delta %= 1024;
1280
1281                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
1282                                                   periods + 1);
1283                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
1284                                                      periods + 1);
1285
1286                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
1287                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
1288                 if (runnable)
1289                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
1290                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
1291         }
1292
1293         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
1294         if (runnable)
1295                 sa->runnable_avg_sum += delta;
1296         sa->runnable_avg_period += delta;
1297
1298         return decayed;
1299 }
1300
1301 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
1302 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
1303 {
1304         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1305         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1306
1307         decays -= se->avg.decay_count;
1308         if (!decays)
1309                 return 0;
1310
1311         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
1312         se->avg.decay_count = 0;
1313
1314         return decays;
1315 }
1316
1317 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1318 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1319                                                  int force_update)
1320 {
1321         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1322         s64 tg_contrib;
1323
1324         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
1325         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1326
1327         if (force_update || abs64(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
1328                 atomic64_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
1329                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
1330         }
1331 }
1332
1333 /*
1334  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
1335  * representation for computing load contributions.
1336  */
1337 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1338                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
1339 {
1340         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1341         long contrib;
1342
1343         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
1344         contrib = div_u64(sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
1345                           sa->runnable_avg_period + 1);
1346         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
1347
1348         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
1349                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
1350                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
1351         }
1352 }
1353
1354 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1355 {
1356         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1357         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1358         int runnable_avg;
1359
1360         u64 contrib;
1361
1362         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
1363         se->avg.load_avg_contrib = div64_u64(contrib,
1364                                              atomic64_read(&tg->load_avg) + 1);
1365
1366         /*
1367          * For group entities we need to compute a correction term in the case
1368          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
1369          * load as a task of equal weight.
1370          *
1371          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
1372          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
1373          * lower-bound on the true value.
1374          *
1375          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
1376          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
1377          * understating by the aggregate of their overlap.
1378          *
1379          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
1380          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
1381          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
1382          *
1383          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
1384          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
1385          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
1386          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
1387          * our upper bound of 1-cpu.
1388          */
1389         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
1390         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
1391                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
1392                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
1393         }
1394 }
1395 #else
1396 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1397                                                  int force_update) {}
1398 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1399                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1400 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
1401 #endif
1402
1403 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1404 {
1405         u32 contrib;
1406
1407         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
1408         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
1409         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
1410         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
1411 }
1412
1413 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
1414 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
1415 {
1416         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
1417
1418         if (entity_is_task(se)) {
1419                 __update_task_entity_contrib(se);
1420         } else {
1421                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
1422                 __update_group_entity_contrib(se);
1423         }
1424
1425         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
1426 }
1427
1428 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1429                                                  long load_contrib)
1430 {
1431         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
1432                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
1433         else
1434                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
1435 }
1436
1437 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
1438
1439 /* Update a sched_entity's runnable average */
1440 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
1441                                           int update_cfs_rq)
1442 {
1443         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1444         long contrib_delta;
1445         u64 now;
1446
1447         /*
1448          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
1449          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
1450          */
1451         if (entity_is_task(se))
1452                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
1453         else
1454                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
1455
1456         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
1457                 return;
1458
1459         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
1460
1461         if (!update_cfs_rq)
1462                 return;
1463
1464         if (se->on_rq)
1465                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
1466         else
1467                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
1468 }
1469
1470 /*
1471  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
1472  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
1473  */
1474 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
1475 {
1476         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
1477         u64 decays;
1478
1479         decays = now - cfs_rq->last_decay;
1480         if (!decays && !force_update)
1481                 return;
1482
1483         if (atomic64_read(&cfs_rq->removed_load)) {
1484                 u64 removed_load = atomic64_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
1485                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
1486         }
1487
1488         if (decays) {
1489                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
1490                                                       decays);
1491                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
1492                 cfs_rq->last_decay = now;
1493         }
1494
1495         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
1496 }
1497
1498 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
1499 {
1500         __update_entity_runnable_avg(rq->clock_task, &rq->avg, runnable);
1501         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
1502 }
1503
1504 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
1505 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1506                                                   struct sched_entity *se,
1507                                                   int wakeup)
1508 {
1509         /*
1510          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
1511          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
1512          * accumulated while sleeping.
1513          */
1514         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
1515                 se->avg.last_runnable_update = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
1516                 if (se->avg.decay_count) {
1517                         /*
1518                          * In a wake-up migration we have to approximate the
1519                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
1520                          * clock_task between the two cpus, and it is not
1521                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
1522                          * approximate this using our carried decays, which are
1523                          * explicitly atomically readable.
1524                          */
1525                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
1526                                                         << 20;
1527                         update_entity_load_avg(se, 0);
1528                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
1529                         se->avg.decay_count = 0;
1530                 }
1531                 wakeup = 0;
1532         } else {
1533                 __synchronize_entity_decay(se);
1534         }
1535
1536         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
1537         if (wakeup) {
1538                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
1539                 update_entity_load_avg(se, 0);
1540         }
1541
1542         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
1543         /* we force update consideration on load-balancer moves */
1544         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
1545 }
1546
1547 /*
1548  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
1549  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
1550  * blocked_load_avg.
1551  */
1552 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1553                                                   struct sched_entity *se,
1554                                                   int sleep)
1555 {
1556         update_entity_load_avg(se, 1);
1557         /* we force update consideration on load-balancer moves */
1558         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
1559
1560         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
1561         if (sleep) {
1562                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
1563                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1564         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
1565 }
1566 #else
1567 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
1568                                           int update_cfs_rq) {}
1569 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
1570 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1571                                            struct sched_entity *se,
1572                                            int wakeup) {}
1573 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1574                                            struct sched_entity *se,
1575                                            int sleep) {}
1576 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
1577                                               int force_update) {}
1578 #endif
1579
1580 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1581 {
1582 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1583         struct task_struct *tsk = NULL;
1584
1585         if (entity_is_task(se))
1586                 tsk = task_of(se);
1587
1588         if (se->statistics.sleep_start) {
1589                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
1590
1591                 if ((s64)delta < 0)
1592                         delta = 0;
1593
1594                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
1595                         se->statistics.sleep_max = delta;
1596
1597                 se->statistics.sleep_start = 0;
1598                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1599
1600                 if (tsk) {
1601                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
1602                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
1603                 }
1604         }
1605         if (se->statistics.block_start) {
1606                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
1607
1608                 if ((s64)delta < 0)
1609                         delta = 0;
1610
1611                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
1612                         se->statistics.block_max = delta;
1613
1614                 se->statistics.block_start = 0;
1615                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1616
1617                 if (tsk) {
1618                         if (tsk->in_iowait) {
1619                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
1620                                 se->statistics.iowait_count++;
1621                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
1622                         }
1623
1624                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
1625
1626                         /*
1627                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
1628                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
1629                          * amount of time that the task spent sleeping:
1630                          */
1631                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
1632                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
1633                                                 (void *)get_wchan(tsk),
1634                                                 delta >> 20);
1635                         }
1636                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
1637                 }
1638         }
1639 #endif
1640 }
1641
1642 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1643 {
1644 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1645         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
1646
1647         if (d < 0)
1648                 d = -d;
1649
1650         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
1651                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
1652 #endif
1653 }
1654
1655 static void
1656 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
1657 {
1658         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
1659
1660         /*
1661          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
1662          * however the extra weight of the new task will slow them down a
1663          * little, place the new task so that it fits in the slot that
1664          * stays open at the end.
1665          */
1666         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
1667                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
1668
1669         /* sleeps up to a single latency don't count. */
1670         if (!initial) {
1671                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
1672
1673                 /*
1674                  * Halve their sleep time's effect, to allow
1675                  * for a gentler effect of sleepers:
1676                  */
1677                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
1678                         thresh >>= 1;
1679
1680                 vruntime -= thresh;
1681         }
1682
1683         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
1684         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
1685 }
1686
1687 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
1688
1689 static void
1690 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1691 {
1692         /*
1693          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
1694          * through callig update_curr().
1695          */
1696         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
1697                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
1698
1699         /*
1700          * Update run-time statistics of the 'current'.
1701          */
1702         update_curr(cfs_rq);
1703         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1704         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1705         update_cfs_shares(cfs_rq);
1706
1707         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1708                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
1709                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1710         }
1711
1712         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1713         check_spread(cfs_rq, se);
1714         if (se != cfs_rq->curr)
1715                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1716         se->on_rq = 1;
1717
1718         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
1719                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
1720                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
1721         }
1722 }
1723
1724 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
1725 {
1726         for_each_sched_entity(se) {
1727                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1728                 if (cfs_rq->last == se)
1729                         cfs_rq->last = NULL;
1730                 else
1731                         break;
1732         }
1733 }
1734
1735 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
1736 {
1737         for_each_sched_entity(se) {
1738                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1739                 if (cfs_rq->next == se)
1740                         cfs_rq->next = NULL;
1741                 else
1742                         break;
1743         }
1744 }
1745
1746 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
1747 {
1748         for_each_sched_entity(se) {
1749                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1750                 if (cfs_rq->skip == se)
1751                         cfs_rq->skip = NULL;
1752                 else
1753                         break;
1754         }
1755 }
1756
1757 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1758 {
1759         if (cfs_rq->last == se)
1760                 __clear_buddies_last(se);
1761
1762         if (cfs_rq->next == se)
1763                 __clear_buddies_next(se);
1764
1765         if (cfs_rq->skip == se)
1766                 __clear_buddies_skip(se);
1767 }
1768
1769 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1770
1771 static void
1772 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1773 {
1774         /*
1775          * Update run-time statistics of the 'current'.
1776          */
1777         update_curr(cfs_rq);
1778         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1779
1780         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
1781         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
1782 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1783                 if (entity_is_task(se)) {
1784                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
1785
1786                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1787                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1788                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1789                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1790                 }
1791 #endif
1792         }
1793
1794         clear_buddies(cfs_rq, se);
1795
1796         if (se != cfs_rq->curr)
1797                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1798         se->on_rq = 0;
1799         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1800
1801         /*
1802          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
1803          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
1804          * movement in our normalized position.
1805          */
1806         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
1807                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1808
1809         /* return excess runtime on last dequeue */
1810         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1811
1812         update_min_vruntime(cfs_rq);
1813         update_cfs_shares(cfs_rq);
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1818  */
1819 static void
1820 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
1821 {
1822         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
1823         struct sched_entity *se;
1824         s64 delta;
1825
1826         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
1827         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
1828         if (delta_exec > ideal_runtime) {
1829                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1830                 /*
1831                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
1832                  * re-elected due to buddy favours.
1833                  */
1834                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
1835                 return;
1836         }
1837
1838         /*
1839          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
1840          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
1841          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
1842          */
1843         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
1844                 return;
1845
1846         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1847         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
1848
1849         if (delta < 0)
1850                 return;
1851
1852         if (delta > ideal_runtime)
1853                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1854 }
1855
1856 static void
1857 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1858 {
1859         /* 'current' is not kept within the tree. */
1860         if (se->on_rq) {
1861                 /*
1862                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
1863                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
1864                  * runqueue.
1865                  */
1866                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1867                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1868         }
1869
1870         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
1871         cfs_rq->curr = se;
1872 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1873         /*
1874          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
1875          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
1876          * when there are only lesser-weight tasks around):
1877          */
1878         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
1879                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
1880                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
1881         }
1882 #endif
1883         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
1884 }
1885
1886 static int
1887 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
1888
1889 /*
1890  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
1891  * 1) keep things fair between processes/task groups
1892  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
1893  * 3) pick the "last" process, for cache locality
1894  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
1895  */
1896 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
1897 {
1898         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1899         struct sched_entity *left = se;
1900
1901         /*
1902          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
1903          * be done without getting too unfair.
1904          */
1905         if (cfs_rq->skip == se) {
1906                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
1907                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
1908                         se = second;
1909         }
1910
1911         /*
1912          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
1913          */
1914         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
1915                 se = cfs_rq->last;
1916
1917         /*
1918          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
1919          */
1920         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
1921                 se = cfs_rq->next;
1922
1923         clear_buddies(cfs_rq, se);
1924
1925         return se;
1926 }
1927
1928 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1929
1930 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
1931 {
1932         /*
1933          * If still on the runqueue then deactivate_task()
1934          * was not called and update_curr() has to be done:
1935          */
1936         if (prev->on_rq)
1937                 update_curr(cfs_rq);
1938
1939         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
1940         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1941
1942         check_spread(cfs_rq, prev);
1943         if (prev->on_rq) {
1944                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
1945                 /* Put 'current' back into the tree. */
1946                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
1947                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
1948                 update_entity_load_avg(prev, 1);
1949         }
1950         cfs_rq->curr = NULL;
1951 }
1952
1953 static void
1954 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
1955 {
1956         /*
1957          * Update run-time statistics of the 'current'.
1958          */
1959         update_curr(cfs_rq);
1960
1961         /*
1962          * Ensure that runnable average is periodically updated.
1963          */
1964         update_entity_load_avg(curr, 1);
1965         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
1966
1967 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1968         /*
1969          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
1970          * validating it and just reschedule.
1971          */
1972         if (queued) {
1973                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1974                 return;
1975         }
1976         /*
1977          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
1978          */
1979         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
1980                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
1981                 return;
1982 #endif
1983
1984         if (cfs_rq->nr_running > 1)
1985                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
1986 }
1987
1988
1989 /**************************************************
1990  * CFS bandwidth control machinery
1991  */
1992
1993 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
1994
1995 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
1996 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
1997
1998 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
1999 {
2000         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
2001 }
2002
2003 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
2004 {
2005         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
2006         if (enabled && !was_enabled)
2007                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
2008         else if (!enabled && was_enabled)
2009                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
2010 }
2011 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
2012 static bool cfs_bandwidth_used(void)
2013 {
2014         return true;
2015 }
2016
2017 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
2018 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
2019
2020 /*
2021  * default period for cfs group bandwidth.
2022  * default: 0.1s, units: nanoseconds
2023  */
2024 static inline u64 default_cfs_period(void)
2025 {
2026         return 100000000ULL;
2027 }
2028
2029 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
2030 {
2031         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
2032 }
2033
2034 /*
2035  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
2036  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
2037  * additional synchronization around rq->lock.
2038  *
2039  * requires cfs_b->lock
2040  */
2041 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2042 {
2043         u64 now;
2044
2045         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2046                 return;
2047
2048         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
2049         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
2050         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
2051 }
2052
2053 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2054 {
2055         return &tg->cfs_bandwidth;
2056 }
2057
2058 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
2059 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2060 {
2061         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
2062                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
2063
2064         return rq_of(cfs_rq)->clock_task - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
2065 }
2066
2067 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
2068 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2069 {
2070         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2071         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
2072         u64 amount = 0, min_amount, expires;
2073
2074         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
2075         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
2076
2077         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2078         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2079                 amount = min_amount;
2080         else {
2081                 /*
2082                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
2083                  * period must have elapsed since the last consumption.
2084                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
2085                  * active.
2086                  */
2087                 if (!cfs_b->timer_active) {
2088                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2089                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
2090                 }
2091
2092                 if (cfs_b->runtime > 0) {
2093                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
2094                         cfs_b->runtime -= amount;
2095                         cfs_b->idle = 0;
2096                 }
2097         }
2098         expires = cfs_b->runtime_expires;
2099         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2100
2101         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
2102         /*
2103          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
2104          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
2105          * issued.
2106          */
2107         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
2108                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2109
2110         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
2111 }
2112
2113 /*
2114  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
2115  * fact that rq->clock snapshots this value.
2116  */
2117 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2118 {
2119         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2120         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2121
2122         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
2123         if (likely((s64)(rq->clock - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
2124                 return;
2125
2126         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
2127                 return;
2128
2129         /*
2130          * If the local deadline has passed we have to consider the
2131          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
2132          * has not truly expired.
2133          *
2134          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
2135          * whether the global deadline has advanced.
2136          */
2137
2138         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
2139                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
2140                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
2141         } else {
2142                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
2143                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
2144         }
2145 }
2146
2147 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2148                                      unsigned long delta_exec)
2149 {
2150         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
2151         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
2152         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2153
2154         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2155                 return;
2156
2157         /*
2158          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
2159          * hierarchy can be throttled
2160          */
2161         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
2162                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2163 }
2164
2165 static __always_inline
2166 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
2167 {
2168         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
2169                 return;
2170
2171         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
2172 }
2173
2174 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2175 {
2176         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
2177 }
2178
2179 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
2180 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2181 {
2182         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
2183 }
2184
2185 /*
2186  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
2187  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
2188  * load-balance operations.
2189  */
2190 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2191                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2192 {
2193         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
2194
2195         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
2196         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
2197
2198         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
2199                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
2200 }
2201
2202 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
2203 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
2204 {
2205         struct rq *rq = data;
2206         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2207
2208         cfs_rq->throttle_count--;
2209 #ifdef CONFIG_SMP
2210         if (!cfs_rq->throttle_count) {
2211                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
2212                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq->clock_task -
2213                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
2214         }
2215 #endif
2216
2217         return 0;
2218 }
2219
2220 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
2221 {
2222         struct rq *rq = data;
2223         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2224
2225         /* group is entering throttled state, stop time */
2226         if (!cfs_rq->throttle_count)
2227                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq->clock_task;
2228         cfs_rq->throttle_count++;
2229
2230         return 0;
2231 }
2232
2233 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2234 {
2235         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2236         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2237         struct sched_entity *se;
2238         long task_delta, dequeue = 1;
2239
2240         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2241
2242         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
2243         rcu_read_lock();
2244         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
2245         rcu_read_unlock();
2246
2247         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2248         for_each_sched_entity(se) {
2249                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
2250                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
2251                 if (!se->on_rq)
2252                         break;
2253
2254                 if (dequeue)
2255                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
2256                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
2257
2258                 if (qcfs_rq->load.weight)
2259                         dequeue = 0;
2260         }
2261
2262         if (!se)
2263                 rq->nr_running -= task_delta;
2264
2265         cfs_rq->throttled = 1;
2266         cfs_rq->throttled_clock = rq->clock;
2267         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2268         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
2269         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2270 }
2271
2272 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2273 {
2274         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2275         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2276         struct sched_entity *se;
2277         int enqueue = 1;
2278         long task_delta;
2279
2280         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2281
2282         cfs_rq->throttled = 0;
2283         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2284         cfs_b->throttled_time += rq->clock - cfs_rq->throttled_clock;
2285         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
2286         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2287
2288         update_rq_clock(rq);
2289         /* update hierarchical throttle state */
2290         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
2291
2292         if (!cfs_rq->load.weight)
2293                 return;
2294
2295         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2296         for_each_sched_entity(se) {
2297                 if (se->on_rq)
2298                         enqueue = 0;
2299
2300                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2301                 if (enqueue)
2302                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
2303                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
2304
2305                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2306                         break;
2307         }
2308
2309         if (!se)
2310                 rq->nr_running += task_delta;
2311
2312         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
2313         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
2314                 resched_task(rq->curr);
2315 }
2316
2317 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
2318                 u64 remaining, u64 expires)
2319 {
2320         struct cfs_rq *cfs_rq;
2321         u64 runtime = remaining;
2322
2323         rcu_read_lock();
2324         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
2325                                 throttled_list) {
2326                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2327
2328                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2329                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2330                         goto next;
2331
2332                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
2333                 if (runtime > remaining)
2334                         runtime = remaining;
2335                 remaining -= runtime;
2336
2337                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
2338                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2339
2340                 /* we check whether we're throttled above */
2341                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
2342                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2343
2344 next:
2345                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2346
2347                 if (!remaining)
2348                         break;
2349         }
2350         rcu_read_unlock();
2351
2352         return remaining;
2353 }
2354
2355 /*
2356  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
2357  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
2358  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
2359  * used to track this state.
2360  */
2361 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
2362 {
2363         u64 runtime, runtime_expires;
2364         int idle = 1, throttled;
2365
2366         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2367         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
2368         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2369                 goto out_unlock;
2370
2371         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2372         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
2373         idle = cfs_b->idle && !throttled;
2374         cfs_b->nr_periods += overrun;
2375
2376         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
2377         if (idle)
2378                 goto out_unlock;
2379
2380         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2381
2382         if (!throttled) {
2383                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
2384                 cfs_b->idle = 1;
2385                 goto out_unlock;
2386         }
2387
2388         /* account preceding periods in which throttling occurred */
2389         cfs_b->nr_throttled += overrun;
2390
2391         /*
2392          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
2393          * to unthrottle them before making it generally available.  This
2394          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
2395          * allowed to run.
2396          */
2397         runtime = cfs_b->runtime;
2398         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
2399         cfs_b->runtime = 0;
2400
2401         /*
2402          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
2403          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
2404          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
2405          */
2406         while (throttled && runtime > 0) {
2407                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2408                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
2409                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
2410                                                  runtime_expires);
2411                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2412
2413                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2414         }
2415
2416         /* return (any) remaining runtime */
2417         cfs_b->runtime = runtime;
2418         /*
2419          * While we are ensured activity in the period following an
2420          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
2421          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
2422          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
2423          */
2424         cfs_b->idle = 0;
2425 out_unlock:
2426         if (idle)
2427                 cfs_b->timer_active = 0;
2428         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2429
2430         return idle;
2431 }
2432
2433 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
2434 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
2435 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
2436 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
2437 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
2438 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
2439
2440 /* are we near the end of the current quota period? */
2441 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
2442 {
2443         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
2444         u64 remaining;
2445
2446         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
2447         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
2448                 return 1;
2449
2450         /* is a quota refresh about to occur? */
2451         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
2452         if (remaining < min_expire)
2453                 return 1;
2454
2455         return 0;
2456 }
2457
2458 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2459 {
2460         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
2461
2462         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
2463         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
2464                 return;
2465
2466         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
2467                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
2468 }
2469
2470 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
2471 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2472 {
2473         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2474         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
2475
2476         if (slack_runtime <= 0)
2477                 return;
2478
2479         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2480         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
2481             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
2482                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
2483
2484                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
2485                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
2486                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
2487                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
2488         }
2489         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2490
2491         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
2492         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
2493 }
2494
2495 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2496 {
2497         if (!cfs_bandwidth_used())
2498                 return;
2499
2500         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
2501                 return;
2502
2503         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2504 }
2505
2506 /*
2507  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
2508  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
2509  */
2510 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2511 {
2512         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
2513         u64 expires;
2514
2515         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
2516         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
2517                 return;
2518
2519         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2520         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
2521                 runtime = cfs_b->runtime;
2522                 cfs_b->runtime = 0;
2523         }
2524         expires = cfs_b->runtime_expires;
2525         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2526
2527         if (!runtime)
2528                 return;
2529
2530         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
2531
2532         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2533         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
2534                 cfs_b->runtime = runtime;
2535         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2536 }
2537
2538 /*
2539  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
2540  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
2541  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
2542  */
2543 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
2544 {
2545         if (!cfs_bandwidth_used())
2546                 return;
2547
2548         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
2549         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
2550                 return;
2551
2552         /* ensure the group is not already throttled */
2553         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2554                 return;
2555
2556         /* update runtime allocation */
2557         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
2558         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
2559                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2560 }
2561
2562 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
2563 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2564 {
2565         if (!cfs_bandwidth_used())
2566                 return;
2567
2568         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2569                 return;
2570
2571         /*
2572          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
2573          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
2574          */
2575         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2576                 return;
2577
2578         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2579 }
2580
2581 static inline u64 default_cfs_period(void);
2582 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun);
2583 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
2584
2585 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
2586 {
2587         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2588                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
2589         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
2590
2591         return HRTIMER_NORESTART;
2592 }
2593
2594 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
2595 {
2596         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2597                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
2598         ktime_t now;
2599         int overrun;
2600         int idle = 0;
2601
2602         for (;;) {
2603                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
2604                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
2605
2606                 if (!overrun)
2607                         break;
2608
2609                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
2610         }
2611
2612         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
2613 }
2614
2615 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2616 {
2617         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
2618         cfs_b->runtime = 0;
2619         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
2620         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
2621
2622         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2623         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2624         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
2625         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2626         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
2627 }
2628
2629 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2630 {
2631         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
2632         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
2633 }
2634
2635 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
2636 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2637 {
2638         /*
2639          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
2640          * period or because we're racing with the tear-down path
2641          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
2642          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
2643          */
2644         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
2645                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2646                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
2647                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2648
2649                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2650                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
2651                 if (cfs_b->timer_active)
2652                         return;
2653         }
2654
2655         cfs_b->timer_active = 1;
2656         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
2657 }
2658
2659 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2660 {
2661         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2662         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
2663 }
2664
2665 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
2666 {
2667         struct cfs_rq *cfs_rq;
2668
2669         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
2670                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2671
2672                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
2673                         continue;
2674
2675                 /*
2676                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
2677                  * there's some valid quota amount
2678                  */
2679                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
2680                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2681                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2682         }
2683 }
2684
2685 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2686 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2687 {
2688         return rq_of(cfs_rq)->clock_task;
2689 }
2690
2691 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2692                                      unsigned long delta_exec) {}
2693 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2694 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2695 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2696
2697 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2698 {
2699         return 0;
2700 }
2701
2702 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2703 {
2704         return 0;
2705 }
2706
2707 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2708                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2709 {
2710         return 0;
2711 }
2712
2713 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2714
2715 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2716 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2717 #endif
2718
2719 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2720 {
2721         return NULL;
2722 }
2723 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2724 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
2725
2726 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2727
2728 /**************************************************
2729  * CFS operations on tasks:
2730  */
2731
2732 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2733 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2734 {
2735         struct sched_entity *se = &p->se;
2736         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2737
2738         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
2739
2740         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
2741                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
2742                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
2743                 s64 delta = slice - ran;
2744
2745                 if (delta < 0) {
2746                         if (rq->curr == p)
2747                                 resched_task(p);
2748                         return;
2749                 }
2750
2751                 /*
2752                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
2753                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
2754                  */
2755                 if (rq->curr != p)
2756                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
2757
2758                 hrtick_start(rq, delta);
2759         }
2760 }
2761
2762 /*
2763  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
2764  * current task is from our class and nr_running is low enough
2765  * to matter.
2766  */
2767 static void hrtick_update(struct rq *rq)
2768 {
2769         struct task_struct *curr = rq->curr;
2770
2771         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
2772                 return;
2773
2774         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
2775                 hrtick_start_fair(rq, curr);
2776 }
2777 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
2778 static inline void
2779 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2780 {
2781 }
2782
2783 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
2784 {
2785 }
2786 #endif
2787
2788 /*
2789  * The enqueue_task method is called before nr_running is
2790  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
2791  * then put the task into the rbtree:
2792  */
2793 static void
2794 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2795 {
2796         struct cfs_rq *cfs_rq;
2797         struct sched_entity *se = &p->se;
2798
2799         for_each_sched_entity(se) {
2800                 if (se->on_rq)
2801                         break;
2802                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2803                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
2804
2805                 /*
2806                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2807                  *
2808                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2809                  * post the final h_nr_running increment below.
2810                 */
2811                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2812                         break;
2813                 cfs_rq->h_nr_running++;
2814
2815                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
2816         }
2817
2818         for_each_sched_entity(se) {
2819                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2820                 cfs_rq->h_nr_running++;
2821
2822                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2823                         break;
2824
2825                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2826                 update_entity_load_avg(se, 1);
2827         }
2828
2829         if (!se) {
2830                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
2831                 inc_nr_running(rq);
2832         }
2833         hrtick_update(rq);
2834 }
2835
2836 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
2837
2838 /*
2839  * The dequeue_task method is called before nr_running is
2840  * decreased. We remove the task from the rbtree and
2841  * update the fair scheduling stats:
2842  */
2843 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2844 {
2845         struct cfs_rq *cfs_rq;
2846         struct sched_entity *se = &p->se;
2847         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
2848
2849         for_each_sched_entity(se) {
2850                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2851                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
2852
2853                 /*
2854                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2855                  *
2856                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2857                  * post the final h_nr_running decrement below.
2858                 */
2859                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2860                         break;
2861                 cfs_rq->h_nr_running--;
2862
2863                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
2864                 if (cfs_rq->load.weight) {
2865                         /*
2866                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
2867                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
2868                          */
2869                         if (task_sleep && parent_entity(se))
2870                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
2871
2872                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
2873                         se = parent_entity(se);
2874                         break;
2875                 }
2876                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
2877         }
2878
2879         for_each_sched_entity(se) {
2880                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2881                 cfs_rq->h_nr_running--;
2882
2883                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2884                         break;
2885
2886                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2887                 update_entity_load_avg(se, 1);
2888         }
2889
2890         if (!se) {
2891                 dec_nr_running(rq);
2892                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
2893         }
2894         hrtick_update(rq);
2895 }
2896
2897 #ifdef CONFIG_SMP
2898 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
2899 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
2900 {
2901         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
2902 }
2903
2904 /*
2905  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2906  * according to the scheduling class and "nice" value.
2907  *
2908  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2909  * balance conservatively.
2910  */
2911 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2912 {
2913         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2914         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2915
2916         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2917                 return total;
2918
2919         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2920 }
2921
2922 /*
2923  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2924  * according to the scheduling class and "nice" value.
2925  */
2926 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2927 {
2928         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2929         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2930
2931         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2932                 return total;
2933
2934         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2935 }
2936
2937 static unsigned long power_of(int cpu)
2938 {
2939         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
2940 }
2941
2942 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
2943 {
2944         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2945         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
2946
2947         if (nr_running)
2948                 return rq->load.weight / nr_running;
2949
2950         return 0;
2951 }
2952
2953
2954 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
2955 {
2956         struct sched_entity *se = &p->se;
2957         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2958         u64 min_vruntime;
2959
2960 #ifndef CONFIG_64BIT
2961         u64 min_vruntime_copy;
2962
2963         do {
2964                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
2965                 smp_rmb();
2966                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2967         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
2968 #else
2969         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2970 #endif
2971
2972         se->vruntime -= min_vruntime;
2973 }
2974
2975 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2976 /*
2977  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
2978  *
2979  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
2980  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
2981  * can calculate the shift in shares.
2982  *
2983  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
2984  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
2985  * total group weight.
2986  *
2987  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
2988  * distribution (s_i) using:
2989  *
2990  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
2991  *
2992  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
2993  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
2994  * shares distribution (s_i):
2995  *
2996  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
2997  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
2998  *
2999  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
3000  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
3001  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
3002  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
3003  *
3004  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
3005  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
3006  *
3007  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
3008  *
3009  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
3010  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
3011  * weight and shares distributions like:
3012  *
3013  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
3014  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
3015  *
3016  * We can then compute the difference in effective weight by using:
3017  *
3018  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
3019  *
3020  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
3021  *
3022  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
3023  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
3024  * 4/7) times the weight of the group.
3025  */
3026 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3027 {
3028         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
3029
3030         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
3031                 return wl;
3032
3033         for_each_sched_entity(se) {
3034                 long w, W;
3035
3036                 tg = se->my_q->tg;
3037
3038                 /*
3039                  * W = @wg + \Sum rw_j
3040                  */
3041                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
3042
3043                 /*
3044                  * w = rw_i + @wl
3045                  */
3046                 w = se->my_q->load.weight + wl;
3047
3048                 /*
3049                  * wl = S * s'_i; see (2)
3050                  */
3051                 if (W > 0 && w < W)
3052                         wl = (w * tg->shares) / W;
3053                 else
3054                         wl = tg->shares;
3055
3056                 /*
3057                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
3058                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
3059                  * calc_cfs_shares().
3060                  */
3061                 if (wl < MIN_SHARES)
3062                         wl = MIN_SHARES;
3063
3064                 /*
3065                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
3066                  */
3067                 wl -= se->load.weight;
3068
3069                 /*
3070                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
3071                  * the final effective load change on the root group. Since
3072                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
3073                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
3074                  * resulting from this level per the above.
3075                  */
3076                 wg = 0;
3077         }
3078
3079         return wl;
3080 }
3081 #else
3082
3083 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
3084                 unsigned long wl, unsigned long wg)
3085 {
3086         return wl;
3087 }
3088
3089 #endif
3090
3091 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
3092 {
3093         s64 this_load, load;
3094         int idx, this_cpu, prev_cpu;
3095         unsigned long tl_per_task;
3096         struct task_group *tg;
3097         unsigned long weight;
3098         int balanced;
3099
3100         idx       = sd->wake_idx;
3101         this_cpu  = smp_processor_id();
3102         prev_cpu  = task_cpu(p);
3103         load      = source_load(prev_cpu, idx);
3104         this_load = target_load(this_cpu, idx);
3105
3106         /*
3107          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
3108          * effect of the currently running task from the load
3109          * of the current CPU:
3110          */
3111         if (sync) {
3112                 tg = task_group(current);
3113                 weight = current->se.load.weight;
3114
3115                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
3116                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
3117         }
3118
3119         tg = task_group(p);
3120         weight = p->se.load.weight;
3121
3122         /*
3123          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
3124          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
3125          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
3126          * about that, so that's good too.
3127          *
3128          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
3129          * task to be woken on this_cpu.
3130          */
3131         if (this_load > 0) {
3132                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
3133
3134                 this_eff_load = 100;
3135                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
3136                 this_eff_load *= this_load +
3137                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
3138
3139                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
3140                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
3141                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
3142
3143                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
3144         } else
3145                 balanced = true;
3146
3147         /*
3148          * If the currently running task will sleep within
3149          * a reasonable amount of time then attract this newly
3150          * woken task:
3151          */
3152         if (sync && balanced)
3153                 return 1;
3154
3155         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
3156         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3157
3158         if (balanced ||
3159             (this_load <= load &&
3160              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
3161                 /*
3162                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
3163                  * p is cache cold in this domain, and
3164                  * there is no bad imbalance.
3165                  */
3166                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
3167                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
3168
3169                 return 1;
3170         }
3171         return 0;
3172 }
3173
3174 /*
3175  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
3176  * domain.
3177  */
3178 static struct sched_group *
3179 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
3180                   int this_cpu, int load_idx)
3181 {
3182         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
3183         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
3184         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
3185
3186         do {
3187                 unsigned long load, avg_load;
3188                 int local_group;
3189                 int i;
3190
3191                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
3192                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
3193                                         tsk_cpus_allowed(p)))
3194                         continue;
3195
3196                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3197                                                sched_group_cpus(group));
3198
3199                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3200                 avg_load = 0;
3201
3202                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
3203                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3204                         if (local_group)
3205                                 load = source_load(i, load_idx);
3206                         else
3207                                 load = target_load(i, load_idx);
3208
3209                         avg_load += load;
3210                 }
3211
3212                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
3213                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
3214
3215                 if (local_group) {
3216                         this_load = avg_load;
3217                 } else if (avg_load < min_load) {
3218                         min_load = avg_load;
3219                         idlest = group;
3220                 }
3221         } while (group = group->next, group != sd->groups);
3222
3223         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
3224                 return NULL;
3225         return idlest;
3226 }
3227
3228 /*
3229  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
3230  */
3231 static int
3232 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
3233 {
3234         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
3235         int idlest = -1;
3236         int i;
3237
3238         /* Traverse only the allowed CPUs */
3239         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
3240                 load = weighted_cpuload(i);
3241
3242                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
3243                         min_load = load;
3244                         idlest = i;
3245                 }
3246         }
3247
3248         return idlest;
3249 }
3250
3251 /*
3252  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
3253  */
3254 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
3255 {
3256         struct sched_domain *sd;
3257         struct sched_group *sg;
3258         int i = task_cpu(p);
3259
3260         if (idle_cpu(target))
3261                 return target;
3262
3263         /*
3264          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
3265          */
3266         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
3267                 return i;
3268
3269         /*
3270          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
3271          */
3272         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
3273         for_each_lower_domain(sd) {
3274                 sg = sd->groups;
3275                 do {
3276                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
3277                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
3278                                 goto next;
3279
3280                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
3281                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
3282                                         goto next;
3283                         }
3284
3285                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
3286                                         tsk_cpus_allowed(p));
3287                         goto done;
3288 next:
3289                         sg = sg->next;
3290                 } while (sg != sd->groups);
3291         }
3292 done:
3293         return target;
3294 }
3295
3296 /*
3297  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
3298  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
3299  * SD_BALANCE_EXEC.
3300  *
3301  * Balance, ie. select the least loaded group.
3302  *
3303  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
3304  *
3305  * preempt must be disabled.
3306  */
3307 static int
3308 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
3309 {
3310         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
3311         int cpu = smp_processor_id();
3312         int prev_cpu = task_cpu(p);
3313         int new_cpu = cpu;
3314         int want_affine = 0;
3315         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
3316
3317         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
3318                 return prev_cpu;
3319
3320         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
3321                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
3322                         want_affine = 1;
3323                 new_cpu = prev_cpu;
3324         }
3325
3326         rcu_read_lock();
3327         for_each_domain(cpu, tmp) {
3328                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3329                         continue;
3330
3331                 /*
3332                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
3333                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
3334                  */
3335                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
3336                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
3337                         affine_sd = tmp;
3338                         break;
3339                 }
3340
3341                 if (tmp->flags & sd_flag)
3342                         sd = tmp;
3343         }
3344
3345         if (affine_sd) {
3346                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
3347                         prev_cpu = cpu;
3348
3349                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
3350                 goto unlock;
3351         }
3352
3353         while (sd) {
3354                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
3355                 struct sched_group *group;
3356                 int weight;
3357
3358                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
3359                         sd = sd->child;
3360                         continue;
3361                 }
3362
3363                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
3364                         load_idx = sd->wake_idx;
3365
3366                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
3367                 if (!group) {
3368                         sd = sd->child;
3369                         continue;
3370                 }
3371
3372                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
3373                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
3374                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
3375                         sd = sd->child;
3376                         continue;
3377                 }
3378
3379                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
3380                 cpu = new_cpu;
3381                 weight = sd->span_weight;
3382                 sd = NULL;
3383                 for_each_domain(cpu, tmp) {
3384                         if (weight <= tmp->span_weight)
3385                                 break;
3386                         if (tmp->flags & sd_flag)
3387                                 sd = tmp;
3388                 }
3389                 /* while loop will break here if sd == NULL */
3390         }
3391 unlock:
3392         rcu_read_unlock();
3393
3394         return new_cpu;
3395 }
3396
3397 /*
3398  * Load-tracking only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED dependency below may be
3399  * removed when useful for applications beyond shares distribution (e.g.
3400  * load-balance).
3401  */
3402 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3403 /*
3404  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
3405  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
3406  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
3407  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
3408  */
3409 static void
3410 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
3411 {
3412         struct sched_entity *se = &p->se;
3413         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3414
3415         /*
3416          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
3417          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
3418          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
3419          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
3420          */
3421         if (se->avg.decay_count) {
3422                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
3423                 atomic64_add(se->avg.load_avg_contrib, &cfs_rq->removed_load);
3424         }
3425 }
3426 #endif
3427 #endif /* CONFIG_SMP */
3428
3429 static unsigned long
3430 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3431 {
3432         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
3433
3434         /*
3435          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
3436          * to virtual-time in his units.
3437          *
3438          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
3439          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
3440          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
3441          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
3442          * be smaller, again penalizing the lighter task.
3443          *
3444          * This is especially important for buddies when the leftmost
3445          * task is higher priority than the buddy.
3446          */
3447         return calc_delta_fair(gran, se);
3448 }
3449
3450 /*
3451  * Should 'se' preempt 'curr'.
3452  *
3453  *             |s1
3454  *        |s2
3455  *   |s3
3456  *         g
3457  *      |<--->|c
3458  *
3459  *  w(c, s1) = -1
3460  *  w(c, s2) =  0
3461  *  w(c, s3) =  1
3462  *
3463  */
3464 static int
3465 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3466 {
3467         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
3468
3469         if (vdiff <= 0)
3470                 return -1;
3471
3472         gran = wakeup_gran(curr, se);
3473         if (vdiff > gran)
3474                 return 1;
3475
3476         return 0;
3477 }
3478
3479 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
3480 {
3481         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3482                 return;
3483
3484         for_each_sched_entity(se)
3485                 cfs_rq_of(se)->last = se;
3486 }
3487
3488 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
3489 {
3490         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3491                 return;
3492
3493         for_each_sched_entity(se)
3494                 cfs_rq_of(se)->next = se;
3495 }
3496
3497 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
3498 {
3499         for_each_sched_entity(se)
3500                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
3501 }
3502
3503 /*
3504  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3505  */
3506 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
3507 {
3508         struct task_struct *curr = rq->curr;
3509         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
3510         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3511         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
3512         int next_buddy_marked = 0;
3513
3514         if (unlikely(se == pse))
3515                 return;
3516
3517         /*
3518          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
3519          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
3520          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
3521          * next-buddy nomination below.
3522          */
3523         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
3524                 return;
3525
3526         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
3527                 set_next_buddy(pse);
3528                 next_buddy_marked = 1;
3529         }
3530
3531         /*
3532          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
3533          * wake up path.
3534          *
3535          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
3536          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
3537          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
3538          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
3539          * below.
3540          */
3541         if (test_tsk_need_resched(curr))
3542                 return;
3543
3544         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
3545         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
3546             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
3547                 goto preempt;
3548
3549         /*
3550          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
3551          * is driven by the tick):
3552          */
3553         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
3554                 return;
3555
3556         find_matching_se(&se, &pse);
3557         update_curr(cfs_rq_of(se));
3558         BUG_ON(!pse);
3559         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
3560                 /*
3561                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
3562                  * triggering this preemption.
3563                  */
3564                 if (!next_buddy_marked)
3565                         set_next_buddy(pse);
3566                 goto preempt;
3567         }
3568
3569         return;
3570
3571 preempt:
3572         resched_task(curr);
3573         /*
3574          * Only set the backward buddy when the current task is still
3575          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
3576          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
3577          * point, either of which can * drop the rq lock.
3578          *
3579          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
3580          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
3581          */
3582         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
3583                 return;
3584
3585         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
3586                 set_last_buddy(se);
3587 }
3588
3589 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
3590 {
3591         struct task_struct *p;
3592         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
3593         struct sched_entity *se;
3594
3595         if (!cfs_rq->nr_running)
3596                 return NULL;
3597
3598         do {
3599                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
3600                 set_next_entity(cfs_rq, se);
3601                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
3602         } while (cfs_rq);
3603
3604         p = task_of(se);
3605         if (hrtick_enabled(rq))
3606                 hrtick_start_fair(rq, p);
3607
3608         return p;
3609 }
3610
3611 /*
3612  * Account for a descheduled task:
3613  */
3614 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3615 {
3616         struct sched_entity *se = &prev->se;
3617         struct cfs_rq *cfs_rq;
3618
3619         for_each_sched_entity(se) {
3620                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3621                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
3622         }
3623 }
3624
3625 /*
3626  * sched_yield() is very simple
3627  *
3628  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
3629  */
3630 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
3631 {
3632         struct task_struct *curr = rq->curr;
3633         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3634         struct sched_entity *se = &curr->se;
3635
3636         /*
3637          * Are we the only task in the tree?
3638          */
3639         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
3640                 return;
3641
3642         clear_buddies(cfs_rq, se);
3643
3644         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
3645                 update_rq_clock(rq);
3646                 /*
3647                  * Update run-time statistics of the 'current'.
3648                  */
3649                 update_curr(cfs_rq);
3650                 /*
3651                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
3652                  * so we don't do microscopic update in schedule()
3653                  * and double the fastpath cost.
3654                  */
3655                  rq->skip_clock_update = 1;
3656         }
3657
3658         set_skip_buddy(se);
3659 }
3660
3661 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
3662 {
3663         struct sched_entity *se = &p->se;
3664
3665         /* throttled hierarchies are not runnable */
3666         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
3667                 return false;
3668
3669         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
3670         set_next_buddy(se);
3671
3672         yield_task_fair(rq);
3673
3674         return true;
3675 }
3676
3677 #ifdef CONFIG_SMP
3678 /**************************************************
3679  * Fair scheduling class load-balancing methods.
3680  *
3681  * BASICS
3682  *
3683  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
3684  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
3685  * time to each task. This is expressed in the following equation:
3686  *
3687  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
3688  *
3689  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
3690  * W_i,0 is defined as:
3691  *
3692  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
3693  *
3694  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
3695  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
3696  *
3697  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
3698  * weight:
3699  *
3700  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
3701  *
3702  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
3703  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
3704  * can also include other factors [XXX].
3705  *
3706  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
3707  * directly from (1):
3708  *
3709  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
3710  *
3711  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
3712  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
3713  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
3714  *
3715  * [XXX expand on:
3716  *     - infeasible weights;
3717  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
3718  *
3719  *
3720  * SCHED DOMAINS
3721  *
3722  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
3723  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
3724  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
3725  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
3726  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
3727  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
3728  * the groups.
3729  *
3730  * This yields:
3731  *
3732  *     log_2 n     1     n
3733  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
3734  *     i = 0      2^i   2^i
3735  *                               `- size of each group
3736  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
3737  *         |         `- freq
3738  *         `- sum over all levels
3739  *
3740  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
3741  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
3742  *
3743  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
3744  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
3745  *
3746  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
3747  *
3748  *             log_2 n     
3749  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
3750  *             k = 0
3751  *
3752  * And you'll find that:
3753  *
3754  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
3755  *
3756  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
3757  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
3758  * of:
3759  *
3760  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
3761  *
3762  *
3763  * WORK CONSERVING
3764  *
3765  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
3766  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
3767  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
3768  *
3769  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
3770  * time.
3771  *
3772  * [XXX more?]
3773  *
3774  *
3775  * CGROUPS
3776  *
3777  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
3778  *
3779  *                                s_k,i
3780  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
3781  *                                 S_k
3782  *
3783  * Where
3784  *
3785  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
3786  *
3787  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
3788  *
3789  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
3790  * property.
3791  *
3792  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
3793  *      rewrite all of this once again.]
3794  */ 
3795
3796 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
3797
3798 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
3799 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
3800 #define LBF_SOME_PINNED 0x04
3801
3802 struct lb_env {
3803         struct sched_domain     *sd;
3804
3805         struct rq               *src_rq;
3806         int                     src_cpu;
3807
3808         int                     dst_cpu;
3809         struct rq               *dst_rq;
3810
3811         struct cpumask          *dst_grpmask;
3812         int                     new_dst_cpu;
3813         enum cpu_idle_type      idle;
3814         long                    imbalance;
3815         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
3816         struct cpumask          *cpus;
3817
3818         unsigned int            flags;
3819
3820         unsigned int            loop;
3821         unsigned int            loop_break;
3822         unsigned int            loop_max;
3823 };
3824
3825 /*
3826  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
3827  * Both runqueues must be locked.
3828  */
3829 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3830 {
3831         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
3832         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
3833         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
3834         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
3835 }
3836
3837 /*
3838  * Is this task likely cache-hot:
3839  */
3840 static int
3841 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
3842 {
3843         s64 delta;
3844
3845         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
3846                 return 0;
3847
3848         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
3849                 return 0;
3850
3851         /*
3852          * Buddy candidates are cache hot:
3853          */
3854         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
3855                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
3856                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
3857                 return 1;
3858
3859         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
3860                 return 1;
3861         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
3862                 return 0;
3863
3864         delta = now - p->se.exec_start;
3865
3866         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
3867 }
3868
3869 /*
3870  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3871  */
3872 static
3873 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3874 {
3875         int tsk_cache_hot = 0;
3876         /*
3877          * We do not migrate tasks that are:
3878          * 1) running (obviously), or
3879          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3880          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3881          */
3882         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
3883                 int new_dst_cpu;
3884
3885                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
3886
3887                 /*
3888                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
3889                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
3890                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
3891                  *
3892                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
3893                  * one in current iteration.
3894                  */
3895                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_SOME_PINNED))
3896                         return 0;
3897
3898                 new_dst_cpu = cpumask_first_and(env->dst_grpmask,
3899                                                 tsk_cpus_allowed(p));
3900                 if (new_dst_cpu < nr_cpu_ids) {
3901                         env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
3902                         env->new_dst_cpu = new_dst_cpu;
3903                 }
3904                 return 0;
3905         }
3906
3907         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
3908         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
3909
3910         if (task_running(env->src_rq, p)) {
3911                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
3912                 return 0;
3913         }
3914
3915         /*
3916          * Aggressive migration if:
3917          * 1) task is cache cold, or
3918          * 2) too many balance attempts have failed.
3919          */
3920
3921         tsk_cache_hot = task_hot(p, env->src_rq->clock_task, env->sd);
3922         if (!tsk_cache_hot ||
3923                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
3924
3925                 if (tsk_cache_hot) {
3926                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
3927                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
3928                 }
3929
3930                 return 1;
3931         }
3932
3933         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
3934         return 0;
3935 }
3936
3937 /*
3938  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3939  * part of active balancing operations within "domain".
3940  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3941  *
3942  * Called with both runqueues locked.
3943  */
3944 static int move_one_task(struct lb_env *env)
3945 {
3946         struct task_struct *p, *n;
3947
3948         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
3949                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_rq->cpu, env->dst_cpu))
3950                         continue;
3951
3952                 if (!can_migrate_task(p, env))
3953                         continue;
3954
3955                 move_task(p, env);
3956                 /*
3957                  * Right now, this is only the second place move_task()
3958                  * is called, so we can safely collect move_task()
3959                  * stats here rather than inside move_task().
3960                  */
3961                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
3962                 return 1;
3963         }
3964         return 0;
3965 }
3966
3967 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
3968
3969 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
3970
3971 /*
3972  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
3973  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3974  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3975  *
3976  * Called with both runqueues locked.
3977  */
3978 static int move_tasks(struct lb_env *env)
3979 {
3980         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
3981         struct task_struct *p;
3982         unsigned long load;
3983         int pulled = 0;
3984
3985         if (env->imbalance <= 0)
3986                 return 0;
3987
3988         while (!list_empty(tasks)) {
3989                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
3990
3991                 env->loop++;
3992                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
3993                 if (env->loop > env->loop_max)
3994                         break;
3995
3996                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
3997                 if (env->loop > env->loop_break) {
3998                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
3999                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
4000                         break;
4001                 }
4002
4003                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
4004                         goto next;
4005
4006                 load = task_h_load(p);
4007
4008                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
4009                         goto next;
4010
4011                 if ((load / 2) > env->imbalance)
4012                         goto next;
4013
4014                 if (!can_migrate_task(p, env))
4015                         goto next;
4016
4017                 move_task(p, env);
4018                 pulled++;
4019                 env->imbalance -= load;
4020
4021 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4022                 /*
4023                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
4024                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
4025                  * the critical section.
4026                  */
4027                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
4028                         break;
4029 #endif
4030
4031                 /*
4032                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
4033                  * weighted load.
4034                  */
4035                 if (env->imbalance <= 0)
4036                         break;
4037
4038                 continue;
4039 next:
4040                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
4041         }
4042
4043         /*
4044          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
4045          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
4046          * inside move_task().
4047          */
4048         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
4049
4050         return pulled;
4051 }
4052
4053 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4054 /*
4055  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
4056  */
4057 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
4058 {
4059         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4060         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4061
4062         /* throttled entities do not contribute to load */
4063         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
4064                 return;
4065
4066         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
4067
4068         if (se) {
4069                 update_entity_load_avg(se, 1);
4070                 /*
4071                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
4072                  * list removal.  This generally implies that all our children
4073                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
4074                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
4075                  * at enqueue.
4076                  *
4077                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
4078                  */
4079                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
4080                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4081         } else {
4082                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4083                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
4084         }
4085 }
4086
4087 static void update_blocked_averages(int cpu)
4088 {
4089         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4090         struct cfs_rq *cfs_rq;
4091         unsigned long flags;
4092
4093         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4094         update_rq_clock(rq);
4095         /*
4096          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
4097          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
4098          */
4099         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4100                 /*
4101                  * Note: We may want to consider periodically releasing
4102                  * rq->lock about these updates so that creating many task
4103                  * groups does not result in continually extending hold time.
4104                  */
4105                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
4106         }
4107
4108         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4109 }
4110
4111 /*
4112  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
4113  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
4114  * group is a fraction of its parents load.
4115  */
4116 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
4117 {
4118         unsigned long load;
4119         long cpu = (long)data;
4120
4121         if (!tg->parent) {
4122                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
4123         } else {
4124                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
4125                 load *= tg->se[cpu]->load.weight;
4126                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
4127         }
4128
4129         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
4130
4131         return 0;
4132 }
4133
4134 static void update_h_load(long cpu)
4135 {
4136         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4137         unsigned long now = jiffies;
4138
4139         if (rq->h_load_throttle == now)
4140                 return;
4141
4142         rq->h_load_throttle = now;
4143
4144         rcu_read_lock();
4145         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
4146         rcu_read_unlock();
4147 }
4148
4149 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
4150 {
4151         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
4152         unsigned long load;
4153
4154         load = p->se.load.weight;
4155         load = div_u64(load * cfs_rq->h_load, cfs_rq->load.weight + 1);
4156
4157         return load;
4158 }
4159 #else
4160 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
4161 {
4162 }
4163
4164 static inline void update_h_load(long cpu)
4165 {
4166 }
4167
4168 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
4169 {
4170         return p->se.load.weight;
4171 }
4172 #endif
4173
4174 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
4175 /*
4176  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
4177  *              during load balancing.
4178  */
4179 struct sd_lb_stats {
4180         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
4181         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
4182         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
4183         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
4184         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
4185
4186         /** Statistics of this group */
4187         unsigned long this_load;
4188         unsigned long this_load_per_task;
4189         unsigned long this_nr_running;
4190         unsigned long this_has_capacity;
4191         unsigned int  this_idle_cpus;
4192
4193         /* Statistics of the busiest group */
4194         unsigned int  busiest_idle_cpus;
4195         unsigned long max_load;
4196         unsigned long busiest_load_per_task;
4197         unsigned long busiest_nr_running;
4198         unsigned long busiest_group_capacity;
4199         unsigned long busiest_has_capacity;
4200         unsigned int  busiest_group_weight;
4201
4202         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
4203 };
4204
4205 /*
4206  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
4207  */
4208 struct sg_lb_stats {
4209         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
4210         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
4211         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
4212         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
4213         unsigned long group_capacity;
4214         unsigned long idle_cpus;
4215         unsigned long group_weight;
4216         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
4217         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
4218 };
4219
4220 /**
4221  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
4222  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
4223  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
4224  */
4225 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
4226                                         enum cpu_idle_type idle)
4227 {
4228         int load_idx;
4229
4230         switch (idle) {
4231         case CPU_NOT_IDLE:
4232                 load_idx = sd->busy_idx;
4233                 break;
4234
4235         case CPU_NEWLY_IDLE:
4236                 load_idx = sd->newidle_idx;
4237                 break;
4238         default:
4239                 load_idx = sd->idle_idx;
4240                 break;
4241         }
4242
4243         return load_idx;
4244 }
4245
4246 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4247 {
4248         return SCHED_POWER_SCALE;
4249 }
4250
4251 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4252 {
4253         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
4254 }
4255
4256 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4257 {
4258         unsigned long weight = sd->span_weight;
4259         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
4260
4261         smt_gain /= weight;
4262
4263         return smt_gain;
4264 }
4265
4266 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4267 {
4268         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
4269 }
4270
4271 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
4272 {
4273         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4274         u64 total, available, age_stamp, avg;
4275
4276         /*
4277          * Since we're reading these variables without serialization make sure
4278          * we read them once before doing sanity checks on them.
4279          */
4280         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
4281         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
4282
4283         total = sched_avg_period() + (rq->clock - age_stamp);
4284
4285         if (unlikely(total < avg)) {
4286                 /* Ensures that power won't end up being negative */
4287                 available = 0;
4288         } else {
4289                 available = total - avg;
4290         }
4291
4292         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
4293                 total = SCHED_POWER_SCALE;
4294
4295         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4296
4297         return div_u64(available, total);
4298 }
4299
4300 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4301 {
4302         unsigned long weight = sd->span_weight;
4303         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
4304         struct sched_group *sdg = sd->groups;
4305
4306         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
4307                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
4308                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
4309                 else
4310                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
4311
4312                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4313         }
4314
4315         sdg->sgp->power_orig = power;
4316
4317         if (sched_feat(ARCH_POWER))
4318                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
4319         else
4320                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
4321
4322         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4323
4324         power *= scale_rt_power(cpu);
4325         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4326
4327         if (!power)
4328                 power = 1;
4329
4330         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
4331         sdg->sgp->power = power;
4332 }
4333
4334 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4335 {
4336         struct sched_domain *child = sd->child;
4337         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
4338         unsigned long power;
4339         unsigned long interval;
4340
4341         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4342         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
4343         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
4344
4345         if (!child) {
4346                 update_cpu_power(sd, cpu);
4347                 return;
4348         }
4349
4350         power = 0;
4351
4352         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
4353                 /*
4354                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
4355                  * span the current group.
4356                  */
4357
4358                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg))
4359                         power += power_of(cpu);
4360         } else  {
4361                 /*
4362                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
4363                  * span the current group.
4364                  */ 
4365
4366                 group = child->groups;
4367                 do {
4368                         power += group->sgp->power;
4369                         group = group->next;
4370                 } while (group != child->groups);
4371         }
4372
4373         sdg->sgp->power_orig = sdg->sgp->power = power;
4374 }
4375
4376 /*
4377  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
4378  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
4379  * which on its own isn't powerful enough.
4380  *
4381  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
4382  */
4383 static inline int
4384 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
4385 {
4386         /*
4387          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
4388          */
4389         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
4390                 return 0;
4391
4392         /*
4393          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
4394          */
4395         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
4396                 return 1;
4397
4398         return 0;
4399 }
4400
4401 /**
4402  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
4403  * @env: The load balancing environment.
4404  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
4405  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
4406  * @local_group: Does group contain this_cpu.
4407  * @balance: Should we balance.
4408  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
4409  */
4410 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
4411                         struct sched_group *group, int load_idx,
4412                         int local_group, int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
4413 {
4414         unsigned long nr_running, max_nr_running, min_nr_running;
4415         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
4416         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
4417         unsigned long avg_load_per_task = 0;
4418         int i;
4419
4420         if (local_group)
4421                 balance_cpu = group_balance_cpu(group);
4422
4423         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4424         max_cpu_load = 0;
4425         min_cpu_load = ~0UL;
4426         max_nr_running = 0;
4427         min_nr_running = ~0UL;
4428
4429         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
4430                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
4431
4432                 nr_running = rq->nr_running;
4433
4434                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4435                 if (local_group) {
4436                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu &&
4437                                         cpumask_test_cpu(i, sched_group_mask(group))) {
4438                                 first_idle_cpu = 1;
4439                                 balance_cpu = i;
4440                         }
4441
4442                         load = target_load(i, load_idx);
4443                 } else {
4444                         load = source_load(i, load_idx);
4445                         if (load > max_cpu_load)
4446                                 max_cpu_load = load;
4447                         if (min_cpu_load > load)
4448                                 min_cpu_load = load;
4449
4450                         if (nr_running > max_nr_running)
4451                                 max_nr_running = nr_running;
4452                         if (min_nr_running > nr_running)
4453                                 min_nr_running = nr_running;
4454                 }
4455
4456                 sgs->group_load += load;
4457                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
4458                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
4459                 if (idle_cpu(i))
4460                         sgs->idle_cpus++;
4461         }
4462
4463         /*
4464          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
4465          * is eligible for doing load balancing at this and above
4466          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
4467          * to do the newly idle load balance.
4468          */
4469         if (local_group) {
4470                 if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
4471                         if (balance_cpu != env->dst_cpu) {
4472                                 *balance = 0;
4473                                 return;
4474                         }
4475                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4476                 } else if (time_after_eq(jiffies, group->sgp->next_update))
4477                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4478         }
4479
4480         /* Adjust by relative CPU power of the group */
4481         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4482
4483         /*
4484          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
4485          * than the average weight of a task.
4486          *
4487          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
4488          *      might not be a suitable number - should we keep a
4489          *      normalized nr_running number somewhere that negates
4490          *      the hierarchy?
4491          */
4492         if (sgs->sum_nr_running)
4493                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
4494
4495         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) >= avg_load_per_task &&
4496             (max_nr_running - min_nr_running) > 1)
4497                 sgs->group_imb = 1;
4498
4499         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->sgp->power,
4500                                                 SCHED_POWER_SCALE);
4501         if (!sgs->group_capacity)
4502                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4503         sgs->group_weight = group->group_weight;
4504
4505         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
4506                 sgs->group_has_capacity = 1;
4507 }
4508
4509 /**
4510  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
4511  * @env: The load balancing environment.
4512  * @sds: sched_domain statistics
4513  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
4514  * @sgs: sched_group statistics
4515  *
4516  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
4517  * busiest group.
4518  */
4519 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
4520                                    struct sd_lb_stats *sds,
4521                                    struct sched_group *sg,
4522                                    struct sg_lb_stats *sgs)
4523 {
4524         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
4525                 return false;
4526
4527         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
4528                 return true;
4529
4530         if (sgs->group_imb)
4531                 return true;
4532
4533         /*
4534          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
4535          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
4536          * higher than ourself as busy.
4537          */
4538         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
4539             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
4540                 if (!sds->busiest)
4541                         return true;
4542
4543                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
4544                         return true;
4545         }
4546
4547         return false;
4548 }
4549
4550 /**
4551  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
4552  * @env: The load balancing environment.
4553  * @balance: Should we balance.
4554  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
4555  */
4556 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env,
4557                                         int *balance, struct sd_lb_stats *sds)
4558 {
4559         struct sched_domain *child = env->sd->child;
4560         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
4561         struct sg_lb_stats sgs;
4562         int load_idx, prefer_sibling = 0;
4563
4564         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
4565                 prefer_sibling = 1;
4566
4567         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
4568
4569         do {
4570                 int local_group;
4571
4572                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
4573                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
4574                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, balance, &sgs);
4575
4576                 if (local_group && !(*balance))
4577                         return;
4578
4579                 sds->total_load += sgs.group_load;
4580                 sds->total_pwr += sg->sgp->power;
4581
4582                 /*
4583                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
4584                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
4585                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
4586                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
4587                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
4588                  * extra check prevents the case where you always pull from the
4589                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
4590                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
4591                  */
4592                 if (prefer_sibling && !local_group && sds->this_has_capacity)
4593                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
4594
4595                 if (local_group) {
4596                         sds->this_load = sgs.avg_load;
4597                         sds->this = sg;
4598                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4599                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4600                         sds->this_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4601                         sds->this_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4602                 } else if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, &sgs)) {
4603                         sds->max_load = sgs.avg_load;
4604                         sds->busiest = sg;
4605                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4606                         sds->busiest_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4607                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
4608                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4609                         sds->busiest_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4610                         sds->busiest_group_weight = sgs.group_weight;
4611                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
4612                 }
4613
4614                 sg = sg->next;
4615         } while (sg != env->sd->groups);
4616 }
4617
4618 /**
4619  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
4620  *                      sched doman.
4621  *
4622  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
4623  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
4624  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
4625  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
4626  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
4627  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
4628  *
4629  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
4630  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
4631  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
4632  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
4633  * number.
4634  *
4635  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
4636  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
4637  *
4638  * @env: The load balancing environment.
4639  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
4640  */
4641 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4642 {
4643         int busiest_cpu;
4644
4645         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
4646                 return 0;
4647
4648         if (!sds->busiest)
4649                 return 0;
4650
4651         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
4652         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
4653                 return 0;
4654
4655         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
4656                 sds->max_load * sds->busiest->sgp->power, SCHED_POWER_SCALE);
4657
4658         return 1;
4659 }
4660
4661 /**
4662  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
4663  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
4664  *                      load balancing.
4665  * @env: The load balancing environment.
4666  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4667  */
4668 static inline
4669 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4670 {
4671         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
4672         unsigned int imbn = 2;
4673         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
4674
4675         if (sds->this_nr_running) {
4676                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
4677                 if (sds->busiest_load_per_task >
4678                                 sds->this_load_per_task)
4679                         imbn = 1;
4680         } else {
4681                 sds->this_load_per_task =
4682                         cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
4683         }
4684
4685         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
4686                                          * SCHED_POWER_SCALE;
4687         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->sgp->power;
4688
4689         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
4690                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
4691                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4692                 return;
4693         }
4694
4695         /*
4696          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
4697          * however we may be able to increase total CPU power used by
4698          * moving them.
4699          */
4700
4701         pwr_now += sds->busiest->sgp->power *
4702                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
4703         pwr_now += sds->this->sgp->power *
4704                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
4705         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
4706
4707         /* Amount of load we'd subtract */
4708         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4709                 sds->busiest->sgp->power;
4710         if (sds->max_load > tmp)
4711                 pwr_move += sds->busiest->sgp->power *
4712                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
4713
4714         /* Amount of load we'd add */
4715         if (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power <
4716                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE)
4717                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power) /
4718                         sds->this->sgp->power;
4719         else
4720                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4721                         sds->this->sgp->power;
4722         pwr_move += sds->this->sgp->power *
4723                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
4724         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
4725
4726         /* Move if we gain throughput */
4727         if (pwr_move > pwr_now)
4728                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4729 }
4730
4731 /**
4732  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
4733  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
4734  * @env: load balance environment
4735  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4736  */
4737 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4738 {
4739         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
4740
4741         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
4742         if (sds->group_imb) {
4743                 sds->busiest_load_per_task =
4744                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
4745         }
4746
4747         /*
4748          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
4749          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
4750          * its cpu_power, while calculating max_load..)
4751          */
4752         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
4753                 env->imbalance = 0;
4754                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4755         }
4756
4757         if (!sds->group_imb) {
4758                 /*
4759                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
4760                  */
4761                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
4762                                                 sds->busiest_group_capacity);
4763
4764                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
4765
4766                 load_above_capacity /= sds->busiest->sgp->power;
4767         }
4768
4769         /*
4770          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4771          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4772          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
4773          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
4774          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
4775          * for the minimum possible imbalance.
4776          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
4777          * with unsigned longs.
4778          */
4779         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
4780
4781         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
4782         env->imbalance = min(max_pull * sds->busiest->sgp->power,
4783                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->sgp->power)
4784                         / SCHED_POWER_SCALE;
4785
4786         /*
4787          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
4788          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
4789          * a think about bumping its value to force at least one task to be
4790          * moved
4791          */
4792         if (env->imbalance < sds->busiest_load_per_task)
4793                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4794
4795 }
4796
4797 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
4798
4799 /**
4800  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
4801  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
4802  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
4803  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
4804  * such a group exists.
4805  *
4806  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
4807  * to restore balance.
4808  *
4809  * @env: The load balancing environment.
4810  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
4811  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
4812  *
4813  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
4814  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
4815  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
4816  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
4817  */
4818 static struct sched_group *
4819 find_busiest_group(struct lb_env *env, int *balance)
4820 {
4821         struct sd_lb_stats sds;
4822
4823         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
4824
4825         /*
4826          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
4827          * this level.
4828          */
4829         update_sd_lb_stats(env, balance, &sds);
4830
4831         /*
4832          * this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing at
4833          * this level.
4834          */
4835         if (!(*balance))
4836                 goto ret;
4837
4838         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
4839             check_asym_packing(env, &sds))
4840                 return sds.busiest;
4841
4842         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
4843         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4844                 goto out_balanced;
4845
4846         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4847
4848         /*
4849          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
4850          * work because they assumes all things are equal, which typically
4851          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
4852          */
4853         if (sds.group_imb)
4854                 goto force_balance;
4855
4856         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
4857         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && sds.this_has_capacity &&
4858                         !sds.busiest_has_capacity)
4859                 goto force_balance;
4860
4861         /*
4862          * If the local group is more busy than the selected busiest group
4863          * don't try and pull any tasks.
4864          */
4865         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4866                 goto out_balanced;
4867
4868         /*
4869          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
4870          * average load.
4871          */
4872         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4873                 goto out_balanced;
4874
4875         if (env->idle == CPU_IDLE) {
4876                 /*
4877                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
4878                  * have more tasks than the number of available cpu's and
4879                  * there is no imbalance between this and busiest group
4880                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
4881                  */
4882                 if ((sds.this_idle_cpus <= sds.busiest_idle_cpus + 1) &&
4883                     sds.busiest_nr_running <= sds.busiest_group_weight)
4884                         goto out_balanced;
4885         } else {
4886                 /*
4887                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
4888                  * imbalance_pct to be conservative.
4889                  */
4890                 if (100 * sds.max_load <= env->sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4891                         goto out_balanced;
4892         }
4893
4894 force_balance:
4895         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4896         calculate_imbalance(env, &sds);
4897         return sds.busiest;
4898
4899 out_balanced:
4900 ret:
4901         env->imbalance = 0;
4902         return NULL;
4903 }
4904
4905 /*
4906  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4907  */
4908 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
4909                                      struct sched_group *group)
4910 {
4911         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4912         unsigned long max_load = 0;
4913         int i;
4914
4915         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4916                 unsigned long power = power_of(i);
4917                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
4918                                                            SCHED_POWER_SCALE);
4919                 unsigned long wl;
4920
4921                 if (!capacity)
4922                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4923
4924                 if (!cpumask_test_cpu(i, env->cpus))
4925                         continue;
4926
4927                 rq = cpu_rq(i);
4928                 wl = weighted_cpuload(i);
4929
4930                 /*
4931                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
4932                  * which is not scaled with the cpu power.
4933                  */
4934                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
4935                         continue;
4936
4937                 /*
4938                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
4939                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
4940                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
4941                  * running at a lower capacity.
4942                  */
4943                 wl = (wl * SCHED_POWER_SCALE) / power;
4944
4945                 if (wl > max_load) {
4946                         max_load = wl;
4947                         busiest = rq;
4948                 }
4949         }
4950
4951         return busiest;
4952 }
4953
4954 /*
4955  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4956  * so long as it is large enough.
4957  */
4958 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4959
4960 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4961 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4962
4963 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
4964 {
4965         struct sched_domain *sd = env->sd;
4966
4967         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
4968
4969                 /*
4970                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
4971                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
4972                  * lowest numbered CPUs.
4973                  */
4974                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
4975                         return 1;
4976         }
4977
4978         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
4979 }
4980
4981 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
4982
4983 /*
4984  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4985  * tasks if there is an imbalance.
4986  */
4987 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4988                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4989                         int *balance)
4990 {
4991         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
4992         int lb_iterations, max_lb_iterations;
4993         struct sched_group *group;
4994         struct rq *busiest;
4995         unsigned long flags;
4996         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4997
4998         struct lb_env env = {
4999                 .sd             = sd,
5000                 .dst_cpu        = this_cpu,
5001                 .dst_rq         = this_rq,
5002                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
5003                 .idle           = idle,
5004                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
5005                 .cpus           = cpus,
5006         };
5007
5008         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
5009         max_lb_iterations = cpumask_weight(env.dst_grpmask);
5010
5011         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
5012
5013 redo:
5014         group = find_busiest_group(&env, balance);
5015
5016         if (*balance == 0)
5017                 goto out_balanced;
5018
5019         if (!group) {
5020                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
5021                 goto out_balanced;
5022         }
5023
5024         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
5025         if (!busiest) {
5026                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
5027                 goto out_balanced;
5028         }
5029
5030         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
5031
5032         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
5033
5034         ld_moved = 0;
5035         lb_iterations = 1;
5036         if (busiest->nr_running > 1) {
5037                 /*
5038                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
5039                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
5040                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
5041                  * correctly treated as an imbalance.
5042                  */
5043                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
5044                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
5045                 env.src_rq    = busiest;
5046                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
5047
5048                 update_h_load(env.src_cpu);
5049 more_balance:
5050                 local_irq_save(flags);
5051                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
5052
5053                 /*
5054                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
5055                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
5056                  */
5057                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
5058                 ld_moved += cur_ld_moved;
5059                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
5060                 local_irq_restore(flags);
5061
5062                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
5063                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
5064                         goto more_balance;
5065                 }
5066
5067                 /*
5068                  * some other cpu did the load balance for us.
5069                  */
5070                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
5071                         resched_cpu(env.dst_cpu);
5072
5073                 /*
5074                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
5075                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
5076                  * where they can run. The upper limit on how many times we
5077                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
5078                  * sched_group.
5079                  *
5080                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
5081                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
5082                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
5083                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
5084                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
5085                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
5086                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
5087                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
5088                  * This however should not happen so much in practice and
5089                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
5090                  * excess load moved.
5091                  */
5092                 if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0 &&
5093                                 lb_iterations++ < max_lb_iterations) {
5094
5095                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
5096                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
5097                         env.flags       &= ~LBF_SOME_PINNED;
5098                         env.loop         = 0;
5099                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
5100                         /*
5101                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
5102                          * need to continue with same src_cpu.
5103                          */
5104                         goto more_balance;
5105                 }
5106
5107                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
5108                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
5109                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
5110                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
5111                                 env.loop = 0;
5112                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
5113                                 goto redo;
5114                         }
5115                         goto out_balanced;
5116                 }
5117         }
5118
5119         if (!ld_moved) {
5120                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
5121                 /*
5122                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
5123                  * We do not want newidle balance, which can be very
5124                  * frequent, pollute the failure counter causing
5125                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
5126                  */
5127                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
5128                         sd->nr_balance_failed++;
5129
5130                 if (need_active_balance(&env)) {
5131                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
5132
5133                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
5134                          * if the curr task on busiest cpu can't be
5135                          * moved to this_cpu
5136                          */
5137                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
5138                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
5139                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
5140                                                             flags);
5141                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
5142                                 goto out_one_pinned;
5143                         }
5144
5145                         /*
5146                          * ->active_balance synchronizes accesses to
5147                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
5148                          * only after active load balance is finished.
5149                          */
5150                         if (!busiest->active_balance) {
5151                                 busiest->active_balance = 1;
5152                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
5153                                 active_balance = 1;
5154                         }
5155                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
5156
5157                         if (active_balance) {
5158                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
5159                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
5160                                         &busiest->active_balance_work);
5161                         }
5162
5163                         /*
5164                          * We've kicked active balancing, reset the failure
5165                          * counter.
5166                          */
5167                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
5168                 }
5169         } else
5170                 sd->nr_balance_failed = 0;
5171
5172         if (likely(!active_balance)) {
5173                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
5174                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
5175         } else {
5176                 /*
5177                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
5178                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
5179                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
5180                  * move_tasks).
5181                  */
5182                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
5183                         sd->balance_interval *= 2;
5184         }
5185
5186         goto out;
5187
5188 out_balanced:
5189         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
5190
5191         sd->nr_balance_failed = 0;
5192
5193 out_one_pinned:
5194         /* tune up the balancing interval */
5195         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
5196                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
5197                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
5198                 sd->balance_interval *= 2;
5199
5200         ld_moved = 0;
5201 out:
5202         return ld_moved;
5203 }
5204
5205 /*
5206  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
5207  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
5208  */
5209 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
5210 {
5211         struct sched_domain *sd;
5212         int pulled_task = 0;
5213         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
5214
5215         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
5216
5217         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
5218                 return;
5219
5220         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
5221
5222         /*
5223          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
5224          */
5225         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
5226
5227         update_blocked_averages(this_cpu);
5228         rcu_read_lock();
5229         for_each_domain(this_cpu, sd) {
5230                 unsigned long interval;
5231                 int balance = 1;
5232
5233                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5234                         continue;
5235
5236                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
5237                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
5238                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
5239                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
5240                 }
5241
5242                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5243                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
5244                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5245                 if (pulled_task) {
5246                         this_rq->idle_stamp = 0;
5247                         break;
5248                 }
5249         }
5250         rcu_read_unlock();
5251
5252         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
5253
5254         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
5255                 /*
5256                  * We are going idle. next_balance may be set based on
5257                  * a busy processor. So reset next_balance.
5258                  */
5259                 this_rq->next_balance = next_balance;
5260         }
5261 }
5262
5263 /*
5264  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
5265  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
5266  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
5267  * avoids physical / logical imbalances.
5268  */
5269 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
5270 {
5271         struct rq *busiest_rq = data;
5272         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
5273         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
5274         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
5275         struct sched_domain *sd;
5276
5277         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
5278
5279         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
5280         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
5281                      !busiest_rq->active_balance))
5282                 goto out_unlock;
5283
5284         /* Is there any task to move? */
5285         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
5286                 goto out_unlock;
5287
5288         /*
5289          * This condition is "impossible", if it occurs
5290          * we need to fix it. Originally reported by
5291          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
5292          */
5293         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
5294
5295         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
5296         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
5297
5298         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
5299         rcu_read_lock();
5300         for_each_domain(target_cpu, sd) {
5301                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
5302                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
5303                                 break;
5304         }
5305
5306         if (likely(sd)) {
5307                 struct lb_env env = {
5308                         .sd             = sd,
5309                         .dst_cpu        = target_cpu,
5310                         .dst_rq         = target_rq,
5311                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
5312                         .src_rq         = busiest_rq,
5313                         .idle           = CPU_IDLE,
5314                 };
5315
5316                 schedstat_inc(sd, alb_count);
5317
5318                 if (move_one_task(&env))
5319                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
5320                 else
5321                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
5322         }
5323         rcu_read_unlock();
5324         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
5325 out_unlock:
5326         busiest_rq->active_balance = 0;
5327         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
5328         return 0;
5329 }
5330
5331 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5332 /*
5333  * idle load balancing details
5334  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
5335  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
5336  *   load balancing for all the idle CPUs.
5337  */
5338 static struct {
5339         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5340         atomic_t nr_cpus;
5341         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5342 } nohz ____cacheline_aligned;
5343
5344 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
5345 {
5346         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
5347
5348         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
5349                 return ilb;
5350
5351         return nr_cpu_ids;
5352 }
5353
5354 /*
5355  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
5356  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
5357  * CPU (if there is one).
5358  */
5359 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
5360 {
5361         int ilb_cpu;
5362
5363         nohz.next_balance++;
5364
5365         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
5366
5367         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
5368                 return;
5369
5370         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
5371                 return;
5372         /*
5373          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
5374          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
5375          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
5376          * will be run before returning from the IPI.
5377          */
5378         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
5379         return;
5380 }
5381
5382 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
5383 {
5384         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
5385                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5386                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
5387                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5388         }
5389 }
5390
5391 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
5392 {
5393         struct sched_domain *sd;
5394         int cpu = smp_processor_id();
5395
5396         if (!test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
5397                 return;
5398         clear_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
5399
5400         rcu_read_lock();
5401         for_each_domain(cpu, sd)
5402                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5403         rcu_read_unlock();
5404 }
5405
5406 void set_cpu_sd_state_idle(void)
5407 {
5408         struct sched_domain *sd;
5409         int cpu = smp_processor_id();
5410
5411         if (test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
5412                 return;
5413         set_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
5414
5415         rcu_read_lock();
5416         for_each_domain(cpu, sd)
5417                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5418         rcu_read_unlock();
5419 }
5420
5421 /*
5422  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
5423  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
5424  */
5425 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
5426 {
5427         /*
5428          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
5429          */
5430         if (!cpu_active(cpu))
5431                 return;
5432
5433         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
5434                 return;
5435
5436         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5437         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
5438         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5439 }
5440
5441 static int __cpuinit sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
5442                                         unsigned long action, void *hcpu)
5443 {
5444         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5445         case CPU_DYING:
5446                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
5447                 return NOTIFY_OK;
5448         default:
5449                 return NOTIFY_DONE;
5450         }
5451 }
5452 #endif
5453
5454 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
5455
5456 /*
5457  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
5458  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
5459  */
5460 void update_max_interval(void)
5461 {
5462         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
5463 }
5464
5465 /*
5466  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
5467  * and initiates a balancing operation if so.
5468  *
5469  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
5470  */
5471 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
5472 {
5473         int balance = 1;
5474         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5475         unsigned long interval;
5476         struct sched_domain *sd;
5477         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
5478         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
5479         int update_next_balance = 0;
5480         int need_serialize;
5481
5482         update_blocked_averages(cpu);
5483
5484         rcu_read_lock();
5485         for_each_domain(cpu, sd) {
5486                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5487                         continue;
5488
5489                 interval = sd->balance_interval;
5490                 if (idle != CPU_IDLE)
5491                         interval *= sd->busy_factor;
5492
5493                 /* scale ms to jiffies */
5494                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
5495                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5496
5497                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
5498
5499                 if (need_serialize) {
5500                         if (!spin_trylock(&balancing))
5501                                 goto out;
5502                 }
5503
5504                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
5505                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
5506                                 /*
5507                                  * We've pulled tasks over so either we're no
5508                                  * longer idle.
5509                                  */
5510                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
5511                         }
5512                         sd->last_balance = jiffies;
5513                 }
5514                 if (need_serialize)
5515                         spin_unlock(&balancing);
5516 out:
5517                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
5518                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5519                         update_next_balance = 1;
5520                 }
5521
5522                 /*
5523                  * Stop the load balance at this level. There is another
5524                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
5525                  * actively.
5526                  */
5527                 if (!balance)
5528                         break;
5529         }
5530         rcu_read_unlock();
5531
5532         /*
5533          * next_balance will be updated only when there is a need.
5534          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
5535          * updated.
5536          */
5537         if (likely(update_next_balance))
5538                 rq->next_balance = next_balance;
5539 }
5540
5541 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5542 /*
5543  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
5544  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
5545  */
5546 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
5547 {
5548         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5549         struct rq *rq;
5550         int balance_cpu;
5551
5552         if (idle != CPU_IDLE ||
5553             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
5554                 goto end;
5555
5556         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
5557                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
5558                         continue;
5559
5560                 /*
5561                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
5562                  * work being done for other cpus. Next load
5563                  * balancing owner will pick it up.
5564                  */
5565                 if (need_resched())
5566                         break;
5567
5568                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
5569
5570                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
5571                 update_rq_clock(rq);
5572                 update_idle_cpu_load(rq);
5573                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
5574
5575                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
5576
5577                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
5578                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
5579         }
5580         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
5581 end:
5582         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
5583 }
5584
5585 /*
5586  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
5587  * of an idle cpu is the system.
5588  *   - This rq has more than one task.
5589  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
5590  *     busy cpu's exceeding the group's power.
5591  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
5592  *     domain span are idle.
5593  */
5594 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
5595 {
5596         unsigned long now = jiffies;
5597         struct sched_domain *sd;
5598
5599         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
5600                 return 0;
5601
5602        /*
5603         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
5604         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
5605         */
5606         set_cpu_sd_state_busy();
5607         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5608
5609         /*
5610          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
5611          * balancing.
5612          */
5613         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
5614                 return 0;
5615
5616         if (time_before(now, nohz.next_balance))
5617                 return 0;
5618
5619         if (rq->nr_running >= 2)
5620                 goto need_kick;
5621
5622         rcu_read_lock();
5623         for_each_domain(cpu, sd) {
5624                 struct sched_group *sg = sd->groups;
5625                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
5626                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
5627
5628                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
5629                         goto need_kick_unlock;
5630
5631                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
5632                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
5633                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
5634                         goto need_kick_unlock;
5635
5636                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
5637                         break;
5638         }
5639         rcu_read_unlock();
5640         return 0;
5641
5642 need_kick_unlock:
5643         rcu_read_unlock();
5644 need_kick:
5645         return 1;
5646 }
5647 #else
5648 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
5649 #endif
5650
5651 /*
5652  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
5653  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
5654  */
5655 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
5656 {
5657         int this_cpu = smp_processor_id();
5658         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5659         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
5660                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
5661
5662         rebalance_domains(this_cpu, idle);
5663
5664         /*
5665          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
5666          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
5667          * stopped.
5668          */
5669         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
5670 }
5671
5672 static inline int on_null_domain(int cpu)
5673 {
5674         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
5675 }
5676
5677 /*
5678  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
5679  */
5680 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
5681 {
5682         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
5683         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
5684             likely(!on_null_domain(cpu)))
5685                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
5686 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5687         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
5688                 nohz_balancer_kick(cpu);
5689 #endif
5690 }
5691
5692 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
5693 {
5694         update_sysctl();
5695 }
5696
5697 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
5698 {
5699         update_sysctl();
5700
5701         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
5702         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
5703 }
5704
5705 #endif /* CONFIG_SMP */
5706
5707 /*
5708  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
5709  */
5710 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
5711 {
5712         struct cfs_rq *cfs_rq;
5713         struct sched_entity *se = &curr->se;
5714
5715         for_each_sched_entity(se) {
5716                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5717                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
5718         }
5719
5720         if (sched_feat_numa(NUMA))
5721                 task_tick_numa(rq, curr);
5722
5723         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
5724 }
5725
5726 /*
5727  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
5728  *  - child not yet on the tasklist
5729  *  - preemption disabled
5730  */
5731 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
5732 {
5733         struct cfs_rq *cfs_rq;
5734         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
5735         int this_cpu = smp_processor_id();
5736         struct rq *rq = this_rq();
5737         unsigned long flags;
5738
5739         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5740
5741         update_rq_clock(rq);
5742
5743         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
5744         curr = cfs_rq->curr;
5745
5746         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu)) {
5747                 rcu_read_lock();
5748                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
5749                 rcu_read_unlock();
5750         }
5751
5752         update_curr(cfs_rq);
5753
5754         if (curr)
5755                 se->vruntime = curr->vruntime;
5756         place_entity(cfs_rq, se, 1);
5757
5758         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
5759                 /*
5760                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
5761                  * 'current' within the tree based on its new key value.
5762                  */
5763                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
5764                 resched_task(rq->curr);
5765         }
5766
5767         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5768
5769         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5770 }
5771
5772 /*
5773  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
5774  * the current task.
5775  */
5776 static void
5777 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
5778 {
5779         if (!p->se.on_rq)
5780                 return;
5781
5782         /*
5783          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
5784          * our priority decreased, or if we are not currently running on
5785          * this runqueue and our priority is higher than the current's
5786          */
5787         if (rq->curr == p) {
5788                 if (p->prio > oldprio)
5789                         resched_task(rq->curr);
5790         } else
5791                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5792 }
5793
5794 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5795 {
5796         struct sched_entity *se = &p->se;
5797         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5798
5799         /*
5800          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
5801          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
5802          * do the right thing.
5803          *
5804          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
5805          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
5806          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
5807          */
5808         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
5809                 /*
5810                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
5811                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
5812                  */
5813                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
5814                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5815         }
5816
5817 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && defined(CONFIG_SMP)
5818         /*
5819         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
5820         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
5821         * switch back.
5822         */
5823         if (p->se.avg.decay_count) {
5824                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
5825                 __synchronize_entity_decay(&p->se);
5826                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq,
5827                                 p->se.avg.load_avg_contrib);
5828         }
5829 #endif
5830 }
5831
5832 /*
5833  * We switched to the sched_fair class.
5834  */
5835 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5836 {
5837         if (!p->se.on_rq)
5838                 return;
5839
5840         /*
5841          * We were most likely switched from sched_rt, so
5842          * kick off the schedule if running, otherwise just see
5843          * if we can still preempt the current task.
5844          */
5845         if (rq->curr == p)
5846                 resched_task(rq->curr);
5847         else
5848                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5849 }
5850
5851 /* Account for a task changing its policy or group.
5852  *
5853  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
5854  * migrates between groups/classes.
5855  */
5856 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
5857 {
5858         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
5859
5860         for_each_sched_entity(se) {
5861                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5862
5863                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5864                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
5865                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5866         }
5867 }
5868
5869 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5870 {
5871         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
5872         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
5873 #ifndef CONFIG_64BIT
5874         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
5875 #endif
5876 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && defined(CONFIG_SMP)
5877         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
5878         atomic64_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
5879 #endif
5880 }
5881
5882 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5883 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
5884 {
5885         struct cfs_rq *cfs_rq;
5886         /*
5887          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
5888          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
5889          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
5890          * bonus in place_entity()).
5891          *
5892          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
5893          * ->vruntime to a relative base.
5894          *
5895          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
5896          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
5897          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
5898          */
5899         /*
5900          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
5901          * But there are some cases where it has already been normalized:
5902          *
5903          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
5904          *   wake_up_new_task().
5905          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
5906          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
5907          *
5908          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
5909          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
5910          */
5911         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
5912                 on_rq = 1;
5913
5914         if (!on_rq)
5915                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5916         set_task_rq(p, task_cpu(p));
5917         if (!on_rq) {
5918                 cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
5919                 p->se.vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
5920 #ifdef CONFIG_SMP
5921                 /*
5922                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
5923                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
5924                  * decay.
5925                  */
5926                 p->se.avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
5927                 cfs_rq->blocked_load_avg += p->se.avg.load_avg_contrib;
5928 #endif
5929         }
5930 }
5931
5932 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
5933 {
5934         int i;
5935
5936         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5937
5938         for_each_possible_cpu(i) {
5939                 if (tg->cfs_rq)
5940                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
5941                 if (tg->se)
5942                         kfree(tg->se[i]);
5943         }
5944
5945         kfree(tg->cfs_rq);
5946         kfree(tg->se);
5947 }
5948
5949 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
5950 {
5951         struct cfs_rq *cfs_rq;
5952         struct sched_entity *se;
5953         int i;
5954
5955         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5956         if (!tg->cfs_rq)
5957                 goto err;
5958         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5959         if (!tg->se)
5960                 goto err;
5961
5962         tg->shares = NICE_0_LOAD;
5963
5964         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5965
5966         for_each_possible_cpu(i) {
5967                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
5968                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5969                 if (!cfs_rq)
5970                         goto err;
5971
5972                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
5973                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5974                 if (!se)
5975                         goto err_free_rq;
5976
5977                 init_cfs_rq(cfs_rq);
5978                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
5979         }
5980
5981         return 1;
5982
5983 err_free_rq:
5984         kfree(cfs_rq);
5985 err:
5986         return 0;
5987 }
5988
5989 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
5990 {
5991         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5992         unsigned long flags;
5993
5994         /*
5995         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
5996         * check on_list without danger of it being re-added.
5997         */
5998         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
5999                 return;
6000
6001         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6002         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
6003         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6004 }
6005
6006 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
6007                         struct sched_entity *se, int cpu,
6008                         struct sched_entity *parent)
6009 {
6010         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6011
6012         cfs_rq->tg = tg;
6013         cfs_rq->rq = rq;
6014         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
6015
6016         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
6017         tg->se[cpu] = se;
6018
6019         /* se could be NULL for root_task_group */
6020         if (!se)
6021                 return;
6022
6023         if (!parent)
6024                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
6025         else
6026                 se->cfs_rq = parent->my_q;
6027
6028         se->my_q = cfs_rq;
6029         update_load_set(&se->load, 0);
6030         se->parent = parent;
6031 }
6032
6033 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
6034
6035 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
6036 {
6037         int i;
6038         unsigned long flags;
6039
6040         /*
6041          * We can't change the weight of the root cgroup.
6042          */
6043         if (!tg->se[0])
6044                 return -EINVAL;
6045
6046         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
6047
6048         mutex_lock(&shares_mutex);
6049         if (tg->shares == shares)
6050                 goto done;
6051
6052         tg->shares = shares;
6053         for_each_possible_cpu(i) {
6054                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6055                 struct sched_entity *se;
6056
6057                 se = tg->se[i];
6058                 /* Propagate contribution to hierarchy */
6059                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6060                 for_each_sched_entity(se)
6061                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
6062                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6063         }
6064
6065 done:
6066         mutex_unlock(&shares_mutex);
6067         return 0;
6068 }
6069 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6070
6071 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
6072
6073 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6074 {
6075         return 1;
6076 }
6077
6078 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
6079
6080 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6081
6082
6083 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
6084 {
6085         struct sched_entity *se = &task->se;
6086         unsigned int rr_interval = 0;
6087
6088         /*
6089          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
6090          * idle runqueue:
6091          */
6092         if (rq->cfs.load.weight)
6093                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
6094
6095         return rr_interval;
6096 }
6097
6098 /*
6099  * All the scheduling class methods:
6100  */
6101 const struct sched_class fair_sched_class = {
6102         .next                   = &idle_sched_class,
6103         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
6104         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
6105         .yield_task             = yield_task_fair,
6106         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
6107
6108         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
6109
6110         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
6111         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
6112
6113 #ifdef CONFIG_SMP
6114         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
6115 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6116         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
6117 #endif
6118         .rq_online              = rq_online_fair,
6119         .rq_offline             = rq_offline_fair,
6120
6121         .task_waking            = task_waking_fair,
6122 #endif
6123
6124         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
6125         .task_tick              = task_tick_fair,
6126         .task_fork              = task_fork_fair,
6127
6128         .prio_changed           = prio_changed_fair,
6129         .switched_from          = switched_from_fair,
6130         .switched_to            = switched_to_fair,
6131
6132         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
6133
6134 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6135         .task_move_group        = task_move_group_fair,
6136 #endif
6137 };
6138
6139 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6140 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
6141 {
6142         struct cfs_rq *cfs_rq;
6143
6144         rcu_read_lock();
6145         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
6146                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
6147         rcu_read_unlock();
6148 }
6149 #endif
6150
6151 __init void init_sched_fair_class(void)
6152 {
6153 #ifdef CONFIG_SMP
6154         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
6155
6156 #ifdef CONFIG_NO_HZ
6157         nohz.next_balance = jiffies;
6158         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
6159         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
6160 #endif
6161 #endif /* SMP */
6162
6163 }