sched/numa: Find the preferred nid with complex NUMA topology
[sfrench/cifs-2.6.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/cpuidle.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/profile.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/migrate.h>
32 #include <linux/task_work.h>
33
34 #include <trace/events/sched.h>
35
36 #include "sched.h"
37
38 /*
39  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
40  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
41  *
42  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
43  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
44  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
45  * based scheduling concepts.
46  *
47  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
48  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
49  */
50 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
52
53 /*
54  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
55  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
56  *
57  * Options are:
58  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
60  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
61  */
62 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
63         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
64
65 /*
66  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
67  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
68  */
69 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
71
72 /*
73  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
74  */
75 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
76
77 /*
78  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
79  * parent will (try to) run first.
80  */
81 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
82
83 /*
84  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
85  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
86  *
87  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
88  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
89  * have immediate wakeup/sleep latencies.
90  */
91 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
93
94 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
95
96 /*
97  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
98  * distribution.
99  * (default: 10msec)
100  */
101 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
102
103 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
104 /*
105  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
106  * each time a cfs_rq requests quota.
107  *
108  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
109  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
110  * we will always only issue the remaining available time.
111  *
112  * default: 5 msec, units: microseconds
113   */
114 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
115 #endif
116
117 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
118 {
119         lw->weight += inc;
120         lw->inv_weight = 0;
121 }
122
123 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
124 {
125         lw->weight -= dec;
126         lw->inv_weight = 0;
127 }
128
129 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
130 {
131         lw->weight = w;
132         lw->inv_weight = 0;
133 }
134
135 /*
136  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
137  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
138  * to users decreases. But the relationship is not linear,
139  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
140  * number of CPUs.
141  *
142  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
143  */
144 static int get_update_sysctl_factor(void)
145 {
146         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
147         unsigned int factor;
148
149         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
150         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
151                 factor = 1;
152                 break;
153         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
154                 factor = cpus;
155                 break;
156         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
157         default:
158                 factor = 1 + ilog2(cpus);
159                 break;
160         }
161
162         return factor;
163 }
164
165 static void update_sysctl(void)
166 {
167         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
168
169 #define SET_SYSCTL(name) \
170         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
171         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
172         SET_SYSCTL(sched_latency);
173         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
174 #undef SET_SYSCTL
175 }
176
177 void sched_init_granularity(void)
178 {
179         update_sysctl();
180 }
181
182 #define WMULT_CONST     (~0U)
183 #define WMULT_SHIFT     32
184
185 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
186 {
187         unsigned long w;
188
189         if (likely(lw->inv_weight))
190                 return;
191
192         w = scale_load_down(lw->weight);
193
194         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
195                 lw->inv_weight = 1;
196         else if (unlikely(!w))
197                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
198         else
199                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
200 }
201
202 /*
203  * delta_exec * weight / lw.weight
204  *   OR
205  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
206  *
207  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
208  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
209  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
210  *
211  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
212  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
213  */
214 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
215 {
216         u64 fact = scale_load_down(weight);
217         int shift = WMULT_SHIFT;
218
219         __update_inv_weight(lw);
220
221         if (unlikely(fact >> 32)) {
222                 while (fact >> 32) {
223                         fact >>= 1;
224                         shift--;
225                 }
226         }
227
228         /* hint to use a 32x32->64 mul */
229         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
230
231         while (fact >> 32) {
232                 fact >>= 1;
233                 shift--;
234         }
235
236         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
237 }
238
239
240 const struct sched_class fair_sched_class;
241
242 /**************************************************************
243  * CFS operations on generic schedulable entities:
244  */
245
246 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
247
248 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
249 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
250 {
251         return cfs_rq->rq;
252 }
253
254 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
255 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
256
257 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
258 {
259 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
260         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
261 #endif
262         return container_of(se, struct task_struct, se);
263 }
264
265 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
266 #define for_each_sched_entity(se) \
267                 for (; se; se = se->parent)
268
269 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
270 {
271         return p->se.cfs_rq;
272 }
273
274 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
275 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
276 {
277         return se->cfs_rq;
278 }
279
280 /* runqueue "owned" by this group */
281 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
282 {
283         return grp->my_q;
284 }
285
286 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
287                                        int force_update);
288
289 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
290 {
291         if (!cfs_rq->on_list) {
292                 /*
293                  * Ensure we either appear before our parent (if already
294                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
295                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
296                  * reduces this to two cases.
297                  */
298                 if (cfs_rq->tg->parent &&
299                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
300                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
301                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
302                 } else {
303                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
304                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
305                 }
306
307                 cfs_rq->on_list = 1;
308                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
309                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
310         }
311 }
312
313 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
314 {
315         if (cfs_rq->on_list) {
316                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
317                 cfs_rq->on_list = 0;
318         }
319 }
320
321 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
322 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
323         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
324
325 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
326 static inline struct cfs_rq *
327 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
328 {
329         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
330                 return se->cfs_rq;
331
332         return NULL;
333 }
334
335 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
336 {
337         return se->parent;
338 }
339
340 static void
341 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
342 {
343         int se_depth, pse_depth;
344
345         /*
346          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
347          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
348          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
349          * parent.
350          */
351
352         /* First walk up until both entities are at same depth */
353         se_depth = (*se)->depth;
354         pse_depth = (*pse)->depth;
355
356         while (se_depth > pse_depth) {
357                 se_depth--;
358                 *se = parent_entity(*se);
359         }
360
361         while (pse_depth > se_depth) {
362                 pse_depth--;
363                 *pse = parent_entity(*pse);
364         }
365
366         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
367                 *se = parent_entity(*se);
368                 *pse = parent_entity(*pse);
369         }
370 }
371
372 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
373
374 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
375 {
376         return container_of(se, struct task_struct, se);
377 }
378
379 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
380 {
381         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
382 }
383
384 #define entity_is_task(se)      1
385
386 #define for_each_sched_entity(se) \
387                 for (; se; se = NULL)
388
389 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
390 {
391         return &task_rq(p)->cfs;
392 }
393
394 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
395 {
396         struct task_struct *p = task_of(se);
397         struct rq *rq = task_rq(p);
398
399         return &rq->cfs;
400 }
401
402 /* runqueue "owned" by this group */
403 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
404 {
405         return NULL;
406 }
407
408 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
409 {
410 }
411
412 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
413 {
414 }
415
416 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
417                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
418
419 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
420 {
421         return NULL;
422 }
423
424 static inline void
425 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
426 {
427 }
428
429 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
430
431 static __always_inline
432 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
433
434 /**************************************************************
435  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
436  */
437
438 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
439 {
440         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
441         if (delta > 0)
442                 max_vruntime = vruntime;
443
444         return max_vruntime;
445 }
446
447 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
448 {
449         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
450         if (delta < 0)
451                 min_vruntime = vruntime;
452
453         return min_vruntime;
454 }
455
456 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
457                                 struct sched_entity *b)
458 {
459         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
460 }
461
462 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
463 {
464         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
465
466         if (cfs_rq->curr)
467                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
468
469         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
470                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
471                                                    struct sched_entity,
472                                                    run_node);
473
474                 if (!cfs_rq->curr)
475                         vruntime = se->vruntime;
476                 else
477                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
478         }
479
480         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
481         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
482 #ifndef CONFIG_64BIT
483         smp_wmb();
484         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
485 #endif
486 }
487
488 /*
489  * Enqueue an entity into the rb-tree:
490  */
491 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
492 {
493         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
494         struct rb_node *parent = NULL;
495         struct sched_entity *entry;
496         int leftmost = 1;
497
498         /*
499          * Find the right place in the rbtree:
500          */
501         while (*link) {
502                 parent = *link;
503                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
504                 /*
505                  * We dont care about collisions. Nodes with
506                  * the same key stay together.
507                  */
508                 if (entity_before(se, entry)) {
509                         link = &parent->rb_left;
510                 } else {
511                         link = &parent->rb_right;
512                         leftmost = 0;
513                 }
514         }
515
516         /*
517          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
518          * used):
519          */
520         if (leftmost)
521                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
522
523         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
524         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
525 }
526
527 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
528 {
529         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
530                 struct rb_node *next_node;
531
532                 next_node = rb_next(&se->run_node);
533                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
534         }
535
536         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
537 }
538
539 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
540 {
541         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
542
543         if (!left)
544                 return NULL;
545
546         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
547 }
548
549 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
550 {
551         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
552
553         if (!next)
554                 return NULL;
555
556         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
557 }
558
559 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
560 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
561 {
562         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
563
564         if (!last)
565                 return NULL;
566
567         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
568 }
569
570 /**************************************************************
571  * Scheduling class statistics methods:
572  */
573
574 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
575                 void __user *buffer, size_t *lenp,
576                 loff_t *ppos)
577 {
578         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
579         int factor = get_update_sysctl_factor();
580
581         if (ret || !write)
582                 return ret;
583
584         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
585                                         sysctl_sched_min_granularity);
586
587 #define WRT_SYSCTL(name) \
588         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
589         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
590         WRT_SYSCTL(sched_latency);
591         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
592 #undef WRT_SYSCTL
593
594         return 0;
595 }
596 #endif
597
598 /*
599  * delta /= w
600  */
601 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
602 {
603         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
604                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
605
606         return delta;
607 }
608
609 /*
610  * The idea is to set a period in which each task runs once.
611  *
612  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
613  * this period because otherwise the slices get too small.
614  *
615  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
616  */
617 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
618 {
619         u64 period = sysctl_sched_latency;
620         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
621
622         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
623                 period = sysctl_sched_min_granularity;
624                 period *= nr_running;
625         }
626
627         return period;
628 }
629
630 /*
631  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
632  * proportional to the weight.
633  *
634  * s = p*P[w/rw]
635  */
636 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
637 {
638         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
639
640         for_each_sched_entity(se) {
641                 struct load_weight *load;
642                 struct load_weight lw;
643
644                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
645                 load = &cfs_rq->load;
646
647                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
648                         lw = cfs_rq->load;
649
650                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
651                         load = &lw;
652                 }
653                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
654         }
655         return slice;
656 }
657
658 /*
659  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
660  *
661  * vs = s/w
662  */
663 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
664 {
665         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
666 }
667
668 #ifdef CONFIG_SMP
669 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int cpu);
670 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
671
672 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
673
674 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
675 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
676 {
677         u32 slice;
678
679         p->se.avg.decay_count = 0;
680         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
681         p->se.avg.runnable_avg_sum = slice;
682         p->se.avg.runnable_avg_period = slice;
683         __update_task_entity_contrib(&p->se);
684 }
685 #else
686 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
687 {
688 }
689 #endif
690
691 /*
692  * Update the current task's runtime statistics.
693  */
694 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
695 {
696         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
697         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
698         u64 delta_exec;
699
700         if (unlikely(!curr))
701                 return;
702
703         delta_exec = now - curr->exec_start;
704         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
705                 return;
706
707         curr->exec_start = now;
708
709         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
710                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
711
712         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
713         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
714
715         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
716         update_min_vruntime(cfs_rq);
717
718         if (entity_is_task(curr)) {
719                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
720
721                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
722                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
723                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
724         }
725
726         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
727 }
728
729 static inline void
730 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
731 {
732         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
733 }
734
735 /*
736  * Task is being enqueued - update stats:
737  */
738 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
739 {
740         /*
741          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
742          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
743          */
744         if (se != cfs_rq->curr)
745                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
746 }
747
748 static void
749 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
750 {
751         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
752                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
753         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
754         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
755                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
756 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
757         if (entity_is_task(se)) {
758                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
759                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
760         }
761 #endif
762         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
763 }
764
765 static inline void
766 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
767 {
768         /*
769          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
770          * waiting task:
771          */
772         if (se != cfs_rq->curr)
773                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
774 }
775
776 /*
777  * We are picking a new current task - update its stats:
778  */
779 static inline void
780 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
781 {
782         /*
783          * We are starting a new run period:
784          */
785         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
786 }
787
788 /**************************************************
789  * Scheduling class queueing methods:
790  */
791
792 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
793 /*
794  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
795  * calculated based on the tasks virtual memory size and
796  * numa_balancing_scan_size.
797  */
798 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
799 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
800
801 /* Portion of address space to scan in MB */
802 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
803
804 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
805 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
806
807 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
808 {
809         unsigned long rss = 0;
810         unsigned long nr_scan_pages;
811
812         /*
813          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
814          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
815          * on resident pages
816          */
817         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
818         rss = get_mm_rss(p->mm);
819         if (!rss)
820                 rss = nr_scan_pages;
821
822         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
823         return rss / nr_scan_pages;
824 }
825
826 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
827 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
828
829 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
830 {
831         unsigned int scan_size = ACCESS_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
832         unsigned int scan, floor;
833         unsigned int windows = 1;
834
835         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
836                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
837         floor = 1000 / windows;
838
839         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
840         return max_t(unsigned int, floor, scan);
841 }
842
843 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
844 {
845         unsigned int smin = task_scan_min(p);
846         unsigned int smax;
847
848         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
849         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
850         return max(smin, smax);
851 }
852
853 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
854 {
855         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
856         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
857 }
858
859 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
860 {
861         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
862         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
863 }
864
865 struct numa_group {
866         atomic_t refcount;
867
868         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
869         int nr_tasks;
870         pid_t gid;
871         struct list_head task_list;
872
873         struct rcu_head rcu;
874         nodemask_t active_nodes;
875         unsigned long total_faults;
876         /*
877          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
878          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
879          * more by CPU use than by memory faults.
880          */
881         unsigned long *faults_cpu;
882         unsigned long faults[0];
883 };
884
885 /* Shared or private faults. */
886 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
887
888 /* Memory and CPU locality */
889 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
890
891 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
892 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
893
894 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
895 {
896         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
897 }
898
899 static inline int task_faults_idx(int nid, int priv)
900 {
901         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * nid + priv;
902 }
903
904 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
905 {
906         if (!p->numa_faults_memory)
907                 return 0;
908
909         return p->numa_faults_memory[task_faults_idx(nid, 0)] +
910                 p->numa_faults_memory[task_faults_idx(nid, 1)];
911 }
912
913 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
914 {
915         if (!p->numa_group)
916                 return 0;
917
918         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 0)] +
919                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 1)];
920 }
921
922 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
923 {
924         return group->faults_cpu[task_faults_idx(nid, 0)] +
925                 group->faults_cpu[task_faults_idx(nid, 1)];
926 }
927
928 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
929 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
930                                         int maxdist, bool task)
931 {
932         unsigned long score = 0;
933         int node;
934
935         /*
936          * All nodes are directly connected, and the same distance
937          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
938          */
939         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
940                 return 0;
941
942         /*
943          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
944          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
945          */
946         for_each_online_node(node) {
947                 unsigned long faults;
948                 int dist = node_distance(nid, node);
949
950                 /*
951                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
952                  * for placement; nid was already counted.
953                  */
954                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
955                         continue;
956
957                 /*
958                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
959                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
960                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
961                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
962                  * of each group. Skip other nodes.
963                  */
964                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
965                                         dist > maxdist)
966                         continue;
967
968                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
969                 if (task)
970                         faults = task_faults(p, node);
971                 else
972                         faults = group_faults(p, node);
973
974                 /*
975                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
976                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
977                  * directly connected bounce traffic through intermediate
978                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
979                  * The further away a node is, the less the faults count.
980                  * This seems to result in good task placement.
981                  */
982                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
983                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
984                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
985                 }
986
987                 score += faults;
988         }
989
990         return score;
991 }
992
993 /*
994  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
995  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
996  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
997  * evenly spread out between numa nodes.
998  */
999 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1000                                         int dist)
1001 {
1002         unsigned long faults, total_faults;
1003
1004         if (!p->numa_faults_memory)
1005                 return 0;
1006
1007         total_faults = p->total_numa_faults;
1008
1009         if (!total_faults)
1010                 return 0;
1011
1012         faults = task_faults(p, nid);
1013         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1014
1015         return 1000 * faults / total_faults;
1016 }
1017
1018 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1019                                          int dist)
1020 {
1021         unsigned long faults, total_faults;
1022
1023         if (!p->numa_group)
1024                 return 0;
1025
1026         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1027
1028         if (!total_faults)
1029                 return 0;
1030
1031         faults = group_faults(p, nid);
1032         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1033
1034         return 1000 * faults / total_faults;
1035 }
1036
1037 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1038                                 int src_nid, int dst_cpu)
1039 {
1040         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1041         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1042         int last_cpupid, this_cpupid;
1043
1044         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1045
1046         /*
1047          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1048          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1049          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1050          *
1051          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1052          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1053          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1054          *
1055          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1056          * same result twice in a row, given these samples are fully
1057          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1058          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1059          *
1060          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1061          * act on an unlikely task<->page relation.
1062          */
1063         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1064         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1065                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1066                 return false;
1067
1068         /* Always allow migrate on private faults */
1069         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1070                 return true;
1071
1072         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1073         if (!ng)
1074                 return true;
1075
1076         /*
1077          * Do not migrate if the destination is not a node that
1078          * is actively used by this numa group.
1079          */
1080         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
1081                 return false;
1082
1083         /*
1084          * Source is a node that is not actively used by this
1085          * numa group, while the destination is. Migrate.
1086          */
1087         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1088                 return true;
1089
1090         /*
1091          * Both source and destination are nodes in active
1092          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1093          * by migrating from more heavily used groups, to less
1094          * heavily used ones, spreading the load around.
1095          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1096          */
1097         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1098 }
1099
1100 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1101 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1102 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1103 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1104 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1105
1106 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1107 struct numa_stats {
1108         unsigned long nr_running;
1109         unsigned long load;
1110
1111         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1112         unsigned long compute_capacity;
1113
1114         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1115         unsigned long task_capacity;
1116         int has_free_capacity;
1117 };
1118
1119 /*
1120  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1121  */
1122 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1123 {
1124         int smt, cpu, cpus = 0;
1125         unsigned long capacity;
1126
1127         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1128         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1129                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1130
1131                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1132                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1133                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1134
1135                 cpus++;
1136         }
1137
1138         /*
1139          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1140          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1141          * not find this node attractive.
1142          *
1143          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1144          * imbalance and bail there.
1145          */
1146         if (!cpus)
1147                 return;
1148
1149         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1150         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1151         capacity = cpus / smt; /* cores */
1152
1153         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1154                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1155         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1156 }
1157
1158 struct task_numa_env {
1159         struct task_struct *p;
1160
1161         int src_cpu, src_nid;
1162         int dst_cpu, dst_nid;
1163
1164         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1165
1166         int imbalance_pct;
1167         int dist;
1168
1169         struct task_struct *best_task;
1170         long best_imp;
1171         int best_cpu;
1172 };
1173
1174 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1175                              struct task_struct *p, long imp)
1176 {
1177         if (env->best_task)
1178                 put_task_struct(env->best_task);
1179         if (p)
1180                 get_task_struct(p);
1181
1182         env->best_task = p;
1183         env->best_imp = imp;
1184         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1185 }
1186
1187 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1188                                 struct task_numa_env *env)
1189 {
1190         long imb, old_imb;
1191         long orig_src_load, orig_dst_load;
1192         long src_capacity, dst_capacity;
1193
1194         /*
1195          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1196          *
1197          * src_load        dst_load
1198          * ------------ vs ---------
1199          * src_capacity    dst_capacity
1200          */
1201         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1202         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1203
1204         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1205         if (dst_load < src_load)
1206                 swap(dst_load, src_load);
1207
1208         /* Is the difference below the threshold? */
1209         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1210               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1211         if (imb <= 0)
1212                 return false;
1213
1214         /*
1215          * The imbalance is above the allowed threshold.
1216          * Compare it with the old imbalance.
1217          */
1218         orig_src_load = env->src_stats.load;
1219         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1220
1221         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1222                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1223
1224         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1225                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1226
1227         /* Would this change make things worse? */
1228         return (imb > old_imb);
1229 }
1230
1231 /*
1232  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1233  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1234  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1235  * be exchanged with the source task
1236  */
1237 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1238                               long taskimp, long groupimp)
1239 {
1240         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1241         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1242         struct task_struct *cur;
1243         long src_load, dst_load;
1244         long load;
1245         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1246         long moveimp = imp;
1247         int dist = env->dist;
1248
1249         rcu_read_lock();
1250
1251         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1252         cur = dst_rq->curr;
1253         /*
1254          * No need to move the exiting task, and this ensures that ->curr
1255          * wasn't reaped and thus get_task_struct() in task_numa_assign()
1256          * is safe under RCU read lock.
1257          * Note that rcu_read_lock() itself can't protect from the final
1258          * put_task_struct() after the last schedule().
1259          */
1260         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1261                 cur = NULL;
1262         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1263
1264         /*
1265          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1266          * source and destination node. Calculate the total differential for
1267          * the source task and potential destination task. The more negative
1268          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1269          * be incurred if the tasks were swapped.
1270          */
1271         if (cur) {
1272                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1273                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1274                         goto unlock;
1275
1276                 /*
1277                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1278                  * in any group then look only at task weights.
1279                  */
1280                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1281                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1282                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1283                         /*
1284                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1285                          * tasks within a group over tiny differences.
1286                          */
1287                         if (cur->numa_group)
1288                                 imp -= imp/16;
1289                 } else {
1290                         /*
1291                          * Compare the group weights. If a task is all by
1292                          * itself (not part of a group), use the task weight
1293                          * instead.
1294                          */
1295                         if (cur->numa_group)
1296                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1297                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1298                         else
1299                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1300                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1301                 }
1302         }
1303
1304         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1305                 goto unlock;
1306
1307         if (!cur) {
1308                 /* Is there capacity at our destination? */
1309                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1310                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1311                         goto unlock;
1312
1313                 goto balance;
1314         }
1315
1316         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1317         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1318                         dst_rq->nr_running == 1)
1319                 goto assign;
1320
1321         /*
1322          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1323          */
1324 balance:
1325         load = task_h_load(env->p);
1326         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1327         src_load = env->src_stats.load - load;
1328
1329         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1330                 /*
1331                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1332                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1333                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1334                  * so an actually idle CPU will win.
1335                  */
1336                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1337                         imp = moveimp - 1;
1338                         cur = NULL;
1339                         goto assign;
1340                 }
1341         }
1342
1343         if (imp <= env->best_imp)
1344                 goto unlock;
1345
1346         if (cur) {
1347                 load = task_h_load(cur);
1348                 dst_load -= load;
1349                 src_load += load;
1350         }
1351
1352         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1353                 goto unlock;
1354
1355         /*
1356          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1357          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1358          */
1359         if (!cur)
1360                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->dst_cpu);
1361
1362 assign:
1363         task_numa_assign(env, cur, imp);
1364 unlock:
1365         rcu_read_unlock();
1366 }
1367
1368 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1369                                 long taskimp, long groupimp)
1370 {
1371         int cpu;
1372
1373         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1374                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1375                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1376                         continue;
1377
1378                 env->dst_cpu = cpu;
1379                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1380         }
1381 }
1382
1383 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1384 {
1385         struct task_numa_env env = {
1386                 .p = p,
1387
1388                 .src_cpu = task_cpu(p),
1389                 .src_nid = task_node(p),
1390
1391                 .imbalance_pct = 112,
1392
1393                 .best_task = NULL,
1394                 .best_imp = 0,
1395                 .best_cpu = -1
1396         };
1397         struct sched_domain *sd;
1398         unsigned long taskweight, groupweight;
1399         int nid, ret, dist;
1400         long taskimp, groupimp;
1401
1402         /*
1403          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1404          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1405          *
1406          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1407          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1408          * to satisfy here.
1409          */
1410         rcu_read_lock();
1411         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1412         if (sd)
1413                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1414         rcu_read_unlock();
1415
1416         /*
1417          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1418          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1419          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1420          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1421          */
1422         if (unlikely(!sd)) {
1423                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1424                 return -EINVAL;
1425         }
1426
1427         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1428         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1429         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1430         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1431         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1432         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1433         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1434         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1435
1436         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1437         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1438
1439         /* No space available on the preferred nid. Look elsewhere. */
1440         if (env.best_cpu == -1) {
1441                 for_each_online_node(nid) {
1442                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1443                                 continue;
1444
1445                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1446                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1447                                                 dist != env.dist) {
1448                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1449                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1450                         }
1451
1452                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1453                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1454                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1455                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1456                                 continue;
1457
1458                         env.dist = dist;
1459                         env.dst_nid = nid;
1460                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1461                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1462                 }
1463         }
1464
1465         /*
1466          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1467          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1468          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1469          * settle down.
1470          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1471          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1472          */
1473         if (p->numa_group) {
1474                 if (env.best_cpu == -1)
1475                         nid = env.src_nid;
1476                 else
1477                         nid = env.dst_nid;
1478
1479                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1480                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1481         }
1482
1483         /* No better CPU than the current one was found. */
1484         if (env.best_cpu == -1)
1485                 return -EAGAIN;
1486
1487         /*
1488          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1489          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1490          */
1491         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1492
1493         if (env.best_task == NULL) {
1494                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1495                 if (ret != 0)
1496                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1497                 return ret;
1498         }
1499
1500         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1501         if (ret != 0)
1502                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1503         put_task_struct(env.best_task);
1504         return ret;
1505 }
1506
1507 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1508 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1509 {
1510         unsigned long interval = HZ;
1511
1512         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1513         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults_memory))
1514                 return;
1515
1516         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1517         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1518         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1519
1520         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1521         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1522                 return;
1523
1524         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1525         task_numa_migrate(p);
1526 }
1527
1528 /*
1529  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1530  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1531  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1532  * located.
1533  *
1534  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1535  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1536  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1537  * only removed when they drop below 3/16.
1538  */
1539 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1540 {
1541         unsigned long faults, max_faults = 0;
1542         int nid;
1543
1544         for_each_online_node(nid) {
1545                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1546                 if (faults > max_faults)
1547                         max_faults = faults;
1548         }
1549
1550         for_each_online_node(nid) {
1551                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1552                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1553                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1554                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1555                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1556                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1557         }
1558 }
1559
1560 /*
1561  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1562  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1563  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1564  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1565  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1566  */
1567 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1568 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1569
1570 /*
1571  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1572  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1573  * the page accesses are shared with other processes.
1574  * Otherwise, decrease the scan period.
1575  */
1576 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1577                         unsigned long shared, unsigned long private)
1578 {
1579         unsigned int period_slot;
1580         int ratio;
1581         int diff;
1582
1583         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1584         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1585
1586         /*
1587          * If there were no record hinting faults then either the task is
1588          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1589          * to automatic numa balancing. Scan slower
1590          */
1591         if (local + shared == 0) {
1592                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1593                         p->numa_scan_period << 1);
1594
1595                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1596                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1597
1598                 return;
1599         }
1600
1601         /*
1602          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1603          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1604          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1605          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1606          */
1607         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1608         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1609         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1610                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1611                 if (!slot)
1612                         slot = 1;
1613                 diff = slot * period_slot;
1614         } else {
1615                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1616
1617                 /*
1618                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1619                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1620                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1621                  * speaking the intent is that there is little point
1622                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1623                  * simply bounce migrations uselessly
1624                  */
1625                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1626                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1627         }
1628
1629         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1630                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1631         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1632 }
1633
1634 /*
1635  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1636  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1637  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1638  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1639  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1640  */
1641 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1642 {
1643         u64 runtime, delta, now;
1644         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1645         now = p->se.exec_start;
1646         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1647
1648         if (p->last_task_numa_placement) {
1649                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1650                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1651         } else {
1652                 delta = p->se.avg.runnable_avg_sum;
1653                 *period = p->se.avg.runnable_avg_period;
1654         }
1655
1656         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1657         p->last_task_numa_placement = now;
1658
1659         return delta;
1660 }
1661
1662 /*
1663  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1664  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1665  * otherwise workloads might not converge.
1666  */
1667 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1668 {
1669         nodemask_t nodes;
1670         int dist;
1671
1672         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1673         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1674                 return nid;
1675
1676         /*
1677          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1678          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1679          * both the node itself, and on nearby nodes.
1680          */
1681         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1682                 unsigned long score, max_score = 0;
1683                 int node, max_node = nid;
1684
1685                 dist = sched_max_numa_distance;
1686
1687                 for_each_online_node(node) {
1688                         score = group_weight(p, node, dist);
1689                         if (score > max_score) {
1690                                 max_score = score;
1691                                 max_node = node;
1692                         }
1693                 }
1694                 return max_node;
1695         }
1696
1697         /*
1698          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1699          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1700          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1701          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1702          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1703          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1704          * keep the complexity of the search down.
1705          */
1706         nodes = node_online_map;
1707         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1708                 unsigned long max_faults = 0;
1709                 nodemask_t max_group;
1710                 int a, b;
1711
1712                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1713                 if (!find_numa_distance(dist))
1714                         continue;
1715
1716                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1717                         unsigned long faults = 0;
1718                         nodemask_t this_group;
1719                         nodes_clear(this_group);
1720
1721                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1722                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1723                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1724                                         faults += group_faults(p, b);
1725                                         node_set(b, this_group);
1726                                         node_clear(b, nodes);
1727                                 }
1728                         }
1729
1730                         /* Remember the top group. */
1731                         if (faults > max_faults) {
1732                                 max_faults = faults;
1733                                 max_group = this_group;
1734                                 /*
1735                                  * subtle: at the smallest distance there is
1736                                  * just one node left in each "group", the
1737                                  * winner is the preferred nid.
1738                                  */
1739                                 nid = a;
1740                         }
1741                 }
1742                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1743                 nodes = max_group;
1744         }
1745         return nid;
1746 }
1747
1748 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1749 {
1750         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1751         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1752         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1753         unsigned long total_faults;
1754         u64 runtime, period;
1755         spinlock_t *group_lock = NULL;
1756
1757         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1758         if (p->numa_scan_seq == seq)
1759                 return;
1760         p->numa_scan_seq = seq;
1761         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1762
1763         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1764                        p->numa_faults_locality[1];
1765         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1766
1767         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1768         if (p->numa_group) {
1769                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1770                 spin_lock_irq(group_lock);
1771         }
1772
1773         /* Find the node with the highest number of faults */
1774         for_each_online_node(nid) {
1775                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1776                 int priv, i;
1777
1778                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1779                         long diff, f_diff, f_weight;
1780
1781                         i = task_faults_idx(nid, priv);
1782
1783                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1784                         diff = p->numa_faults_buffer_memory[i] - p->numa_faults_memory[i] / 2;
1785                         fault_types[priv] += p->numa_faults_buffer_memory[i];
1786                         p->numa_faults_buffer_memory[i] = 0;
1787
1788                         /*
1789                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1790                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1791                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1792                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1793                          * faults are less important.
1794                          */
1795                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1796                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults_buffer_cpu[i]) /
1797                                    (total_faults + 1);
1798                         f_diff = f_weight - p->numa_faults_cpu[i] / 2;
1799                         p->numa_faults_buffer_cpu[i] = 0;
1800
1801                         p->numa_faults_memory[i] += diff;
1802                         p->numa_faults_cpu[i] += f_diff;
1803                         faults += p->numa_faults_memory[i];
1804                         p->total_numa_faults += diff;
1805                         if (p->numa_group) {
1806                                 /* safe because we can only change our own group */
1807                                 p->numa_group->faults[i] += diff;
1808                                 p->numa_group->faults_cpu[i] += f_diff;
1809                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1810                                 group_faults += p->numa_group->faults[i];
1811                         }
1812                 }
1813
1814                 if (faults > max_faults) {
1815                         max_faults = faults;
1816                         max_nid = nid;
1817                 }
1818
1819                 if (group_faults > max_group_faults) {
1820                         max_group_faults = group_faults;
1821                         max_group_nid = nid;
1822                 }
1823         }
1824
1825         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1826
1827         if (p->numa_group) {
1828                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1829                 spin_unlock_irq(group_lock);
1830                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
1831         }
1832
1833         if (max_faults) {
1834                 /* Set the new preferred node */
1835                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1836                         sched_setnuma(p, max_nid);
1837
1838                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1839                         numa_migrate_preferred(p);
1840         }
1841 }
1842
1843 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1844 {
1845         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1846 }
1847
1848 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1849 {
1850         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1851                 kfree_rcu(grp, rcu);
1852 }
1853
1854 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1855                         int *priv)
1856 {
1857         struct numa_group *grp, *my_grp;
1858         struct task_struct *tsk;
1859         bool join = false;
1860         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1861         int i;
1862
1863         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1864                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1865                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1866
1867                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1868                 if (!grp)
1869                         return;
1870
1871                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1872                 spin_lock_init(&grp->lock);
1873                 INIT_LIST_HEAD(&grp->task_list);
1874                 grp->gid = p->pid;
1875                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1876                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1877                                                 nr_node_ids;
1878
1879                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1880
1881                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1882                         grp->faults[i] = p->numa_faults_memory[i];
1883
1884                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1885
1886                 list_add(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1887                 grp->nr_tasks++;
1888                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1889         }
1890
1891         rcu_read_lock();
1892         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1893
1894         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1895                 goto no_join;
1896
1897         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1898         if (!grp)
1899                 goto no_join;
1900
1901         my_grp = p->numa_group;
1902         if (grp == my_grp)
1903                 goto no_join;
1904
1905         /*
1906          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1907          * the other task will join us.
1908          */
1909         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1910                 goto no_join;
1911
1912         /*
1913          * Tie-break on the grp address.
1914          */
1915         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1916                 goto no_join;
1917
1918         /* Always join threads in the same process. */
1919         if (tsk->mm == current->mm)
1920                 join = true;
1921
1922         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1923         if (flags & TNF_SHARED)
1924                 join = true;
1925
1926         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1927         *priv = !join;
1928
1929         if (join && !get_numa_group(grp))
1930                 goto no_join;
1931
1932         rcu_read_unlock();
1933
1934         if (!join)
1935                 return;
1936
1937         BUG_ON(irqs_disabled());
1938         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
1939
1940         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
1941                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1942                 grp->faults[i] += p->numa_faults_memory[i];
1943         }
1944         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1945         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
1946
1947         list_move(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1948         my_grp->nr_tasks--;
1949         grp->nr_tasks++;
1950
1951         spin_unlock(&my_grp->lock);
1952         spin_unlock_irq(&grp->lock);
1953
1954         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1955
1956         put_numa_group(my_grp);
1957         return;
1958
1959 no_join:
1960         rcu_read_unlock();
1961         return;
1962 }
1963
1964 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1965 {
1966         struct numa_group *grp = p->numa_group;
1967         void *numa_faults = p->numa_faults_memory;
1968         unsigned long flags;
1969         int i;
1970
1971         if (grp) {
1972                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
1973                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1974                         grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1975                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1976
1977                 list_del(&p->numa_entry);
1978                 grp->nr_tasks--;
1979                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
1980                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
1981                 put_numa_group(grp);
1982         }
1983
1984         p->numa_faults_memory = NULL;
1985         p->numa_faults_buffer_memory = NULL;
1986         p->numa_faults_cpu= NULL;
1987         p->numa_faults_buffer_cpu = NULL;
1988         kfree(numa_faults);
1989 }
1990
1991 /*
1992  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
1993  */
1994 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
1995 {
1996         struct task_struct *p = current;
1997         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
1998         int cpu_node = task_node(current);
1999         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2000         int priv;
2001
2002         if (!numabalancing_enabled)
2003                 return;
2004
2005         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2006         if (!p->mm)
2007                 return;
2008
2009         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2010         if (unlikely(!p->numa_faults_memory)) {
2011                 int size = sizeof(*p->numa_faults_memory) *
2012                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2013
2014                 p->numa_faults_memory = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2015                 if (!p->numa_faults_memory)
2016                         return;
2017
2018                 BUG_ON(p->numa_faults_buffer_memory);
2019                 /*
2020                  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
2021                  * occupy the first half of the array. The second half of the
2022                  * array is for current counters, which are averaged into the
2023                  * first set by task_numa_placement.
2024                  */
2025                 p->numa_faults_cpu = p->numa_faults_memory + (2 * nr_node_ids);
2026                 p->numa_faults_buffer_memory = p->numa_faults_memory + (4 * nr_node_ids);
2027                 p->numa_faults_buffer_cpu = p->numa_faults_memory + (6 * nr_node_ids);
2028                 p->total_numa_faults = 0;
2029                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2030         }
2031
2032         /*
2033          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2034          * to be private if the accessing pid has not changed
2035          */
2036         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2037                 priv = 1;
2038         } else {
2039                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2040                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2041                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2042         }
2043
2044         /*
2045          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2046          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2047          * actively using should be counted as local. This allows the
2048          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2049          */
2050         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2051                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2052                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2053                 local = 1;
2054
2055         task_numa_placement(p);
2056
2057         /*
2058          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2059          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2060          */
2061         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2062                 numa_migrate_preferred(p);
2063
2064         if (migrated)
2065                 p->numa_pages_migrated += pages;
2066
2067         p->numa_faults_buffer_memory[task_faults_idx(mem_node, priv)] += pages;
2068         p->numa_faults_buffer_cpu[task_faults_idx(cpu_node, priv)] += pages;
2069         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2070 }
2071
2072 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2073 {
2074         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
2075         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2076 }
2077
2078 /*
2079  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2080  * Triggered from task_tick_numa().
2081  */
2082 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2083 {
2084         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2085         struct task_struct *p = current;
2086         struct mm_struct *mm = p->mm;
2087         struct vm_area_struct *vma;
2088         unsigned long start, end;
2089         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2090         long pages;
2091
2092         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2093
2094         work->next = work; /* protect against double add */
2095         /*
2096          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2097          *
2098          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2099          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2100          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2101          * work.
2102          */
2103         if (p->flags & PF_EXITING)
2104                 return;
2105
2106         if (!mm->numa_next_scan) {
2107                 mm->numa_next_scan = now +
2108                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2109         }
2110
2111         /*
2112          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2113          */
2114         migrate = mm->numa_next_scan;
2115         if (time_before(now, migrate))
2116                 return;
2117
2118         if (p->numa_scan_period == 0) {
2119                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2120                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2121         }
2122
2123         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2124         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2125                 return;
2126
2127         /*
2128          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2129          * the next time around.
2130          */
2131         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2132
2133         start = mm->numa_scan_offset;
2134         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2135         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2136         if (!pages)
2137                 return;
2138
2139         down_read(&mm->mmap_sem);
2140         vma = find_vma(mm, start);
2141         if (!vma) {
2142                 reset_ptenuma_scan(p);
2143                 start = 0;
2144                 vma = mm->mmap;
2145         }
2146         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2147                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma))
2148                         continue;
2149
2150                 /*
2151                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2152                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2153                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2154                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2155                  */
2156                 if (!vma->vm_mm ||
2157                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2158                         continue;
2159
2160                 /*
2161                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2162                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2163                  */
2164                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2165                         continue;
2166
2167                 do {
2168                         start = max(start, vma->vm_start);
2169                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2170                         end = min(end, vma->vm_end);
2171                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
2172
2173                         /*
2174                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
2175                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
2176                          * address space is quickly skipped.
2177                          */
2178                         if (nr_pte_updates)
2179                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2180
2181                         start = end;
2182                         if (pages <= 0)
2183                                 goto out;
2184
2185                         cond_resched();
2186                 } while (end != vma->vm_end);
2187         }
2188
2189 out:
2190         /*
2191          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2192          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2193          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2194          * scanner to the start so check it now.
2195          */
2196         if (vma)
2197                 mm->numa_scan_offset = start;
2198         else
2199                 reset_ptenuma_scan(p);
2200         up_read(&mm->mmap_sem);
2201 }
2202
2203 /*
2204  * Drive the periodic memory faults..
2205  */
2206 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2207 {
2208         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2209         u64 period, now;
2210
2211         /*
2212          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2213          */
2214         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2215                 return;
2216
2217         /*
2218          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2219          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2220          * task needs to have done some actual work before we bother with
2221          * NUMA placement.
2222          */
2223         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2224         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2225
2226         if (now - curr->node_stamp > period) {
2227                 if (!curr->node_stamp)
2228                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2229                 curr->node_stamp += period;
2230
2231                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2232                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2233                         task_work_add(curr, work, true);
2234                 }
2235         }
2236 }
2237 #else
2238 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2239 {
2240 }
2241
2242 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2243 {
2244 }
2245
2246 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2247 {
2248 }
2249 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2250
2251 static void
2252 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2253 {
2254         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2255         if (!parent_entity(se))
2256                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2257 #ifdef CONFIG_SMP
2258         if (entity_is_task(se)) {
2259                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2260
2261                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2262                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2263         }
2264 #endif
2265         cfs_rq->nr_running++;
2266 }
2267
2268 static void
2269 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2270 {
2271         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2272         if (!parent_entity(se))
2273                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2274         if (entity_is_task(se)) {
2275                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2276                 list_del_init(&se->group_node);
2277         }
2278         cfs_rq->nr_running--;
2279 }
2280
2281 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2282 # ifdef CONFIG_SMP
2283 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2284 {
2285         long tg_weight;
2286
2287         /*
2288          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
2289          * to gain a more accurate current total weight. See
2290          * update_cfs_rq_load_contribution().
2291          */
2292         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2293         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2294         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2295
2296         return tg_weight;
2297 }
2298
2299 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2300 {
2301         long tg_weight, load, shares;
2302
2303         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2304         load = cfs_rq->load.weight;
2305
2306         shares = (tg->shares * load);
2307         if (tg_weight)
2308                 shares /= tg_weight;
2309
2310         if (shares < MIN_SHARES)
2311                 shares = MIN_SHARES;
2312         if (shares > tg->shares)
2313                 shares = tg->shares;
2314
2315         return shares;
2316 }
2317 # else /* CONFIG_SMP */
2318 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2319 {
2320         return tg->shares;
2321 }
2322 # endif /* CONFIG_SMP */
2323 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2324                             unsigned long weight)
2325 {
2326         if (se->on_rq) {
2327                 /* commit outstanding execution time */
2328                 if (cfs_rq->curr == se)
2329                         update_curr(cfs_rq);
2330                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2331         }
2332
2333         update_load_set(&se->load, weight);
2334
2335         if (se->on_rq)
2336                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2337 }
2338
2339 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2340
2341 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2342 {
2343         struct task_group *tg;
2344         struct sched_entity *se;
2345         long shares;
2346
2347         tg = cfs_rq->tg;
2348         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2349         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2350                 return;
2351 #ifndef CONFIG_SMP
2352         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2353                 return;
2354 #endif
2355         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2356
2357         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2358 }
2359 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2360 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2361 {
2362 }
2363 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2364
2365 #ifdef CONFIG_SMP
2366 /*
2367  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
2368  * Note: The tables below are dependent on this value.
2369  */
2370 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
2371 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
2372 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
2373
2374 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2375 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2376         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2377         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2378         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2379         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2380         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2381         0x85aac367, 0x82cd8698,
2382 };
2383
2384 /*
2385  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2386  * over-estimates when re-combining.
2387  */
2388 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2389             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2390          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2391         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2392 };
2393
2394 /*
2395  * Approximate:
2396  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2397  */
2398 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2399 {
2400         unsigned int local_n;
2401
2402         if (!n)
2403                 return val;
2404         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2405                 return 0;
2406
2407         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2408         local_n = n;
2409
2410         /*
2411          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2412          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2413          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2414          *
2415          * To achieve constant time decay_load.
2416          */
2417         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2418                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2419                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2420         }
2421
2422         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
2423         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
2424         return val >> 32;
2425 }
2426
2427 /*
2428  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2429  * average will be: \Sum 1024*y^n
2430  *
2431  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2432  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2433  */
2434 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2435 {
2436         u32 contrib = 0;
2437
2438         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2439                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2440         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2441                 return LOAD_AVG_MAX;
2442
2443         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2444         do {
2445                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2446                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2447
2448                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2449         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2450
2451         contrib = decay_load(contrib, n);
2452         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2453 }
2454
2455 /*
2456  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2457  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2458  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2459  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2460  *
2461  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2462  *      p0            p1           p2
2463  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2464  *
2465  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2466  *
2467  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2468  * following representation of historical load:
2469  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2470  *
2471  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2472  *   y^32 = 0.5
2473  *
2474  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2475  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2476  * (u_0).
2477  *
2478  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2479  * sum again by y is sufficient to update:
2480  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2481  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2482  */
2483 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
2484                                                         struct sched_avg *sa,
2485                                                         int runnable)
2486 {
2487         u64 delta, periods;
2488         u32 runnable_contrib;
2489         int delta_w, decayed = 0;
2490
2491         delta = now - sa->last_runnable_update;
2492         /*
2493          * This should only happen when time goes backwards, which it
2494          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2495          */
2496         if ((s64)delta < 0) {
2497                 sa->last_runnable_update = now;
2498                 return 0;
2499         }
2500
2501         /*
2502          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2503          * approximation of 1us and fast to compute.
2504          */
2505         delta >>= 10;
2506         if (!delta)
2507                 return 0;
2508         sa->last_runnable_update = now;
2509
2510         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2511         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
2512         if (delta + delta_w >= 1024) {
2513                 /* period roll-over */
2514                 decayed = 1;
2515
2516                 /*
2517                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2518                  * out how much from delta we need to complete the current
2519                  * period and accrue it.
2520                  */
2521                 delta_w = 1024 - delta_w;
2522                 if (runnable)
2523                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2524                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
2525
2526                 delta -= delta_w;
2527
2528                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2529                 periods = delta / 1024;
2530                 delta %= 1024;
2531
2532                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2533                                                   periods + 1);
2534                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
2535                                                      periods + 1);
2536
2537                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2538                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2539                 if (runnable)
2540                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2541                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
2542         }
2543
2544         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2545         if (runnable)
2546                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2547         sa->runnable_avg_period += delta;
2548
2549         return decayed;
2550 }
2551
2552 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2553 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2554 {
2555         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2556         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2557
2558         decays -= se->avg.decay_count;
2559         if (!decays)
2560                 return 0;
2561
2562         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2563         se->avg.decay_count = 0;
2564
2565         return decays;
2566 }
2567
2568 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2569 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2570                                                  int force_update)
2571 {
2572         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2573         long tg_contrib;
2574
2575         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2576         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2577
2578         if (!tg_contrib)
2579                 return;
2580
2581         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2582                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2583                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2584         }
2585 }
2586
2587 /*
2588  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2589  * representation for computing load contributions.
2590  */
2591 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2592                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2593 {
2594         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2595         long contrib;
2596
2597         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2598         contrib = div_u64((u64)sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2599                           sa->runnable_avg_period + 1);
2600         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2601
2602         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2603                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2604                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2605         }
2606 }
2607
2608 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2609 {
2610         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2611         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2612         int runnable_avg;
2613
2614         u64 contrib;
2615
2616         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2617         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2618                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2619
2620         /*
2621          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2622          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2623          * load as a task of equal weight.
2624          *
2625          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2626          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2627          * lower-bound on the true value.
2628          *
2629          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2630          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2631          * understating by the aggregate of their overlap.
2632          *
2633          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2634          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2635          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2636          *
2637          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2638          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2639          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2640          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2641          * our upper bound of 1-cpu.
2642          */
2643         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2644         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2645                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2646                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2647         }
2648 }
2649
2650 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2651 {
2652         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2653         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2654 }
2655 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2656 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2657                                                  int force_update) {}
2658 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2659                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2660 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2661 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2662 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2663
2664 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2665 {
2666         u32 contrib;
2667
2668         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2669         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2670         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2671         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2672 }
2673
2674 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2675 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2676 {
2677         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2678
2679         if (entity_is_task(se)) {
2680                 __update_task_entity_contrib(se);
2681         } else {
2682                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2683                 __update_group_entity_contrib(se);
2684         }
2685
2686         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2687 }
2688
2689 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2690                                                  long load_contrib)
2691 {
2692         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2693                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2694         else
2695                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2696 }
2697
2698 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2699
2700 /* Update a sched_entity's runnable average */
2701 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2702                                           int update_cfs_rq)
2703 {
2704         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2705         long contrib_delta;
2706         u64 now;
2707
2708         /*
2709          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2710          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2711          */
2712         if (entity_is_task(se))
2713                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2714         else
2715                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2716
2717         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2718                 return;
2719
2720         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2721
2722         if (!update_cfs_rq)
2723                 return;
2724
2725         if (se->on_rq)
2726                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2727         else
2728                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2729 }
2730
2731 /*
2732  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2733  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2734  */
2735 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2736 {
2737         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2738         u64 decays;
2739
2740         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2741         if (!decays && !force_update)
2742                 return;
2743
2744         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2745                 unsigned long removed_load;
2746                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2747                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2748         }
2749
2750         if (decays) {
2751                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2752                                                       decays);
2753                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2754                 cfs_rq->last_decay = now;
2755         }
2756
2757         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2758 }
2759
2760 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2761 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2762                                                   struct sched_entity *se,
2763                                                   int wakeup)
2764 {
2765         /*
2766          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2767          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2768          * accumulated while sleeping.
2769          *
2770          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2771          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2772          * constructed load_avg_contrib.
2773          */
2774         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2775                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2776                 if (se->avg.decay_count) {
2777                         /*
2778                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2779                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2780                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2781                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2782                          * approximate this using our carried decays, which are
2783                          * explicitly atomically readable.
2784                          */
2785                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2786                                                         << 20;
2787                         update_entity_load_avg(se, 0);
2788                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2789                         se->avg.decay_count = 0;
2790                 }
2791                 wakeup = 0;
2792         } else {
2793                 __synchronize_entity_decay(se);
2794         }
2795
2796         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2797         if (wakeup) {
2798                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2799                 update_entity_load_avg(se, 0);
2800         }
2801
2802         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2803         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2804         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2805 }
2806
2807 /*
2808  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2809  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2810  * blocked_load_avg.
2811  */
2812 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2813                                                   struct sched_entity *se,
2814                                                   int sleep)
2815 {
2816         update_entity_load_avg(se, 1);
2817         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2818         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2819
2820         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2821         if (sleep) {
2822                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2823                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2824         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2825 }
2826
2827 /*
2828  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2829  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2830  * be the only way to update the runnable statistic.
2831  */
2832 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2833 {
2834         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2835 }
2836
2837 /*
2838  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2839  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2840  * be the only way to update the runnable statistic.
2841  */
2842 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2843 {
2844         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2845 }
2846
2847 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2848
2849 #else /* CONFIG_SMP */
2850
2851 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2852                                           int update_cfs_rq) {}
2853 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2854 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2855                                            struct sched_entity *se,
2856                                            int wakeup) {}
2857 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2858                                            struct sched_entity *se,
2859                                            int sleep) {}
2860 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2861                                               int force_update) {}
2862
2863 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2864 {
2865         return 0;
2866 }
2867
2868 #endif /* CONFIG_SMP */
2869
2870 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2871 {
2872 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2873         struct task_struct *tsk = NULL;
2874
2875         if (entity_is_task(se))
2876                 tsk = task_of(se);
2877
2878         if (se->statistics.sleep_start) {
2879                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2880
2881                 if ((s64)delta < 0)
2882                         delta = 0;
2883
2884                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2885                         se->statistics.sleep_max = delta;
2886
2887                 se->statistics.sleep_start = 0;
2888                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2889
2890                 if (tsk) {
2891                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2892                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2893                 }
2894         }
2895         if (se->statistics.block_start) {
2896                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2897
2898                 if ((s64)delta < 0)
2899                         delta = 0;
2900
2901                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2902                         se->statistics.block_max = delta;
2903
2904                 se->statistics.block_start = 0;
2905                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2906
2907                 if (tsk) {
2908                         if (tsk->in_iowait) {
2909                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2910                                 se->statistics.iowait_count++;
2911                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2912                         }
2913
2914                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2915
2916                         /*
2917                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2918                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2919                          * amount of time that the task spent sleeping:
2920                          */
2921                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2922                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2923                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2924                                                 delta >> 20);
2925                         }
2926                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2927                 }
2928         }
2929 #endif
2930 }
2931
2932 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2933 {
2934 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2935         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2936
2937         if (d < 0)
2938                 d = -d;
2939
2940         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2941                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2942 #endif
2943 }
2944
2945 static void
2946 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2947 {
2948         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2949
2950         /*
2951          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2952          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2953          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2954          * stays open at the end.
2955          */
2956         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2957                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2958
2959         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2960         if (!initial) {
2961                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2962
2963                 /*
2964                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2965                  * for a gentler effect of sleepers:
2966                  */
2967                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2968                         thresh >>= 1;
2969
2970                 vruntime -= thresh;
2971         }
2972
2973         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2974         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2975 }
2976
2977 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2978
2979 static void
2980 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2981 {
2982         /*
2983          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2984          * through calling update_curr().
2985          */
2986         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2987                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2988
2989         /*
2990          * Update run-time statistics of the 'current'.
2991          */
2992         update_curr(cfs_rq);
2993         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2994         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2995         update_cfs_shares(cfs_rq);
2996
2997         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2998                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2999                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3000         }
3001
3002         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3003         check_spread(cfs_rq, se);
3004         if (se != cfs_rq->curr)
3005                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3006         se->on_rq = 1;
3007
3008         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3009                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3010                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3011         }
3012 }
3013
3014 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3015 {
3016         for_each_sched_entity(se) {
3017                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3018                 if (cfs_rq->last != se)
3019                         break;
3020
3021                 cfs_rq->last = NULL;
3022         }
3023 }
3024
3025 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3026 {
3027         for_each_sched_entity(se) {
3028                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3029                 if (cfs_rq->next != se)
3030                         break;
3031
3032                 cfs_rq->next = NULL;
3033         }
3034 }
3035
3036 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3037 {
3038         for_each_sched_entity(se) {
3039                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3040                 if (cfs_rq->skip != se)
3041                         break;
3042
3043                 cfs_rq->skip = NULL;
3044         }
3045 }
3046
3047 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3048 {
3049         if (cfs_rq->last == se)
3050                 __clear_buddies_last(se);
3051
3052         if (cfs_rq->next == se)
3053                 __clear_buddies_next(se);
3054
3055         if (cfs_rq->skip == se)
3056                 __clear_buddies_skip(se);
3057 }
3058
3059 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3060
3061 static void
3062 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3063 {
3064         /*
3065          * Update run-time statistics of the 'current'.
3066          */
3067         update_curr(cfs_rq);
3068         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
3069
3070         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3071         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3072 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3073                 if (entity_is_task(se)) {
3074                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3075
3076                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3077                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3078                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3079                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3080                 }
3081 #endif
3082         }
3083
3084         clear_buddies(cfs_rq, se);
3085
3086         if (se != cfs_rq->curr)
3087                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3088         se->on_rq = 0;
3089         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3090
3091         /*
3092          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3093          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3094          * movement in our normalized position.
3095          */
3096         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3097                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3098
3099         /* return excess runtime on last dequeue */
3100         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3101
3102         update_min_vruntime(cfs_rq);
3103         update_cfs_shares(cfs_rq);
3104 }
3105
3106 /*
3107  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3108  */
3109 static void
3110 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3111 {
3112         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3113         struct sched_entity *se;
3114         s64 delta;
3115
3116         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3117         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3118         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3119                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3120                 /*
3121                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3122                  * re-elected due to buddy favours.
3123                  */
3124                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3125                 return;
3126         }
3127
3128         /*
3129          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3130          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3131          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3132          */
3133         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3134                 return;
3135
3136         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3137         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3138
3139         if (delta < 0)
3140                 return;
3141
3142         if (delta > ideal_runtime)
3143                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3144 }
3145
3146 static void
3147 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3148 {
3149         /* 'current' is not kept within the tree. */
3150         if (se->on_rq) {
3151                 /*
3152                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3153                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3154                  * runqueue.
3155                  */
3156                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3157                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3158         }
3159
3160         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3161         cfs_rq->curr = se;
3162 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3163         /*
3164          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3165          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3166          * when there are only lesser-weight tasks around):
3167          */
3168         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3169                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3170                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3171         }
3172 #endif
3173         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3174 }
3175
3176 static int
3177 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3178
3179 /*
3180  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3181  * 1) keep things fair between processes/task groups
3182  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3183  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3184  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3185  */
3186 static struct sched_entity *
3187 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3188 {
3189         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3190         struct sched_entity *se;
3191
3192         /*
3193          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3194          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3195          */
3196         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3197                 left = curr;
3198
3199         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3200
3201         /*
3202          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3203          * be done without getting too unfair.
3204          */
3205         if (cfs_rq->skip == se) {
3206                 struct sched_entity *second;
3207
3208                 if (se == curr) {
3209                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3210                 } else {
3211                         second = __pick_next_entity(se);
3212                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3213                                 second = curr;
3214                 }
3215
3216                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3217                         se = second;
3218         }
3219
3220         /*
3221          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3222          */
3223         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3224                 se = cfs_rq->last;
3225
3226         /*
3227          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3228          */
3229         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3230                 se = cfs_rq->next;
3231
3232         clear_buddies(cfs_rq, se);
3233
3234         return se;
3235 }
3236
3237 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3238
3239 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3240 {
3241         /*
3242          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3243          * was not called and update_curr() has to be done:
3244          */
3245         if (prev->on_rq)
3246                 update_curr(cfs_rq);
3247
3248         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3249         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3250
3251         check_spread(cfs_rq, prev);
3252         if (prev->on_rq) {
3253                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3254                 /* Put 'current' back into the tree. */
3255                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3256                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3257                 update_entity_load_avg(prev, 1);
3258         }
3259         cfs_rq->curr = NULL;
3260 }
3261
3262 static void
3263 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3264 {
3265         /*
3266          * Update run-time statistics of the 'current'.
3267          */
3268         update_curr(cfs_rq);
3269
3270         /*
3271          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3272          */
3273         update_entity_load_avg(curr, 1);
3274         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
3275         update_cfs_shares(cfs_rq);
3276
3277 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3278         /*
3279          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3280          * validating it and just reschedule.
3281          */
3282         if (queued) {
3283                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3284                 return;
3285         }
3286         /*
3287          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3288          */
3289         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3290                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3291                 return;
3292 #endif
3293
3294         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3295                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3296 }
3297
3298
3299 /**************************************************
3300  * CFS bandwidth control machinery
3301  */
3302
3303 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3304
3305 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3306 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3307
3308 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3309 {
3310         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3311 }
3312
3313 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3314 {
3315         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3316 }
3317
3318 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3319 {
3320         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3321 }
3322 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3323 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3324 {
3325         return true;
3326 }
3327
3328 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3329 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3330 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3331
3332 /*
3333  * default period for cfs group bandwidth.
3334  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3335  */
3336 static inline u64 default_cfs_period(void)
3337 {
3338         return 100000000ULL;
3339 }
3340
3341 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3342 {
3343         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3344 }
3345
3346 /*
3347  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3348  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3349  * additional synchronization around rq->lock.
3350  *
3351  * requires cfs_b->lock
3352  */
3353 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3354 {
3355         u64 now;
3356
3357         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3358                 return;
3359
3360         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3361         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3362         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3363 }
3364
3365 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3366 {
3367         return &tg->cfs_bandwidth;
3368 }
3369
3370 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3371 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3372 {
3373         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3374                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3375
3376         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3377 }
3378
3379 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3380 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3381 {
3382         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3383         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3384         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3385
3386         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3387         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3388
3389         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3390         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3391                 amount = min_amount;
3392         else {
3393                 /*
3394                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
3395                  * period must have elapsed since the last consumption.
3396                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
3397                  * active.
3398                  */
3399                 if (!cfs_b->timer_active) {
3400                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3401                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b, false);
3402                 }
3403
3404                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3405                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3406                         cfs_b->runtime -= amount;
3407                         cfs_b->idle = 0;
3408                 }
3409         }
3410         expires = cfs_b->runtime_expires;
3411         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3412
3413         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3414         /*
3415          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3416          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3417          * issued.
3418          */
3419         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3420                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3421
3422         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3423 }
3424
3425 /*
3426  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3427  * fact that rq->clock snapshots this value.
3428  */
3429 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3430 {
3431         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3432
3433         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3434         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3435                 return;
3436
3437         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3438                 return;
3439
3440         /*
3441          * If the local deadline has passed we have to consider the
3442          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3443          * has not truly expired.
3444          *
3445          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3446          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3447          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3448          * exact equality, so a partial write will still work.
3449          */
3450
3451         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3452                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3453                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3454         } else {
3455                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3456                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3457         }
3458 }
3459
3460 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3461 {
3462         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3463         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3464         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3465
3466         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3467                 return;
3468
3469         /*
3470          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3471          * hierarchy can be throttled
3472          */
3473         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3474                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3475 }
3476
3477 static __always_inline
3478 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3479 {
3480         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3481                 return;
3482
3483         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3484 }
3485
3486 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3487 {
3488         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3489 }
3490
3491 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3492 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3493 {
3494         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3495 }
3496
3497 /*
3498  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3499  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3500  * load-balance operations.
3501  */
3502 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3503                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3504 {
3505         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3506
3507         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3508         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3509
3510         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3511                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3512 }
3513
3514 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3515 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3516 {
3517         struct rq *rq = data;
3518         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3519
3520         cfs_rq->throttle_count--;
3521 #ifdef CONFIG_SMP
3522         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3523                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3524                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3525                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3526         }
3527 #endif
3528
3529         return 0;
3530 }
3531
3532 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3533 {
3534         struct rq *rq = data;
3535         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3536
3537         /* group is entering throttled state, stop time */
3538         if (!cfs_rq->throttle_count)
3539                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3540         cfs_rq->throttle_count++;
3541
3542         return 0;
3543 }
3544
3545 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3546 {
3547         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3548         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3549         struct sched_entity *se;
3550         long task_delta, dequeue = 1;
3551
3552         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3553
3554         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3555         rcu_read_lock();
3556         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3557         rcu_read_unlock();
3558
3559         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3560         for_each_sched_entity(se) {
3561                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3562                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3563                 if (!se->on_rq)
3564                         break;
3565
3566                 if (dequeue)
3567                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3568                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3569
3570                 if (qcfs_rq->load.weight)
3571                         dequeue = 0;
3572         }
3573
3574         if (!se)
3575                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3576
3577         cfs_rq->throttled = 1;
3578         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3579         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3580         /*
3581          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3582          * distribute_cfs_runtime will not see us
3583          */
3584         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3585         if (!cfs_b->timer_active)
3586                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b, false);
3587         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3588 }
3589
3590 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3591 {
3592         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3593         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3594         struct sched_entity *se;
3595         int enqueue = 1;
3596         long task_delta;
3597
3598         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3599
3600         cfs_rq->throttled = 0;
3601
3602         update_rq_clock(rq);
3603
3604         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3605         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3606         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3607         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3608
3609         /* update hierarchical throttle state */
3610         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3611
3612         if (!cfs_rq->load.weight)
3613                 return;
3614
3615         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3616         for_each_sched_entity(se) {
3617                 if (se->on_rq)
3618                         enqueue = 0;
3619
3620                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3621                 if (enqueue)
3622                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3623                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3624
3625                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3626                         break;
3627         }
3628
3629         if (!se)
3630                 add_nr_running(rq, task_delta);
3631
3632         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3633         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3634                 resched_curr(rq);
3635 }
3636
3637 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3638                 u64 remaining, u64 expires)
3639 {
3640         struct cfs_rq *cfs_rq;
3641         u64 runtime;
3642         u64 starting_runtime = remaining;
3643
3644         rcu_read_lock();
3645         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3646                                 throttled_list) {
3647                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3648
3649                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3650                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3651                         goto next;
3652
3653                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3654                 if (runtime > remaining)
3655                         runtime = remaining;
3656                 remaining -= runtime;
3657
3658                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3659                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3660
3661                 /* we check whether we're throttled above */
3662                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3663                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3664
3665 next:
3666                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3667
3668                 if (!remaining)
3669                         break;
3670         }
3671         rcu_read_unlock();
3672
3673         return starting_runtime - remaining;
3674 }
3675
3676 /*
3677  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3678  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3679  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3680  * used to track this state.
3681  */
3682 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3683 {
3684         u64 runtime, runtime_expires;
3685         int throttled;
3686
3687         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3688         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3689                 goto out_deactivate;
3690
3691         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3692         cfs_b->nr_periods += overrun;
3693
3694         /*
3695          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3696          * we're going inactive then everything else can be deferred
3697          */
3698         if (cfs_b->idle && !throttled)
3699                 goto out_deactivate;
3700
3701         /*
3702          * if we have relooped after returning idle once, we need to update our
3703          * status as actually running, so that other cpus doing
3704          * __start_cfs_bandwidth will stop trying to cancel us.
3705          */
3706         cfs_b->timer_active = 1;
3707
3708         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3709
3710         if (!throttled) {
3711                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3712                 cfs_b->idle = 1;
3713                 return 0;
3714         }
3715
3716         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3717         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3718
3719         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3720
3721         /*
3722          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3723          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3724          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3725          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3726          * only by limited amounts in that extreme case.
3727          */
3728         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3729                 runtime = cfs_b->runtime;
3730                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3731                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3732                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3733                                                  runtime_expires);
3734                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3735
3736                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3737
3738                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3739         }
3740
3741         /*
3742          * While we are ensured activity in the period following an
3743          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3744          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3745          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3746          */
3747         cfs_b->idle = 0;
3748
3749         return 0;
3750
3751 out_deactivate:
3752         cfs_b->timer_active = 0;
3753         return 1;
3754 }
3755
3756 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3757 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3758 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3759 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3760 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3761 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3762
3763 /*
3764  * Are we near the end of the current quota period?
3765  *
3766  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3767  * hrtimer base being cleared by __hrtimer_start_range_ns. In the case of
3768  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3769  */
3770 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3771 {
3772         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3773         u64 remaining;
3774
3775         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3776         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3777                 return 1;
3778
3779         /* is a quota refresh about to occur? */
3780         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3781         if (remaining < min_expire)
3782                 return 1;
3783
3784         return 0;
3785 }
3786
3787 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3788 {
3789         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3790
3791         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3792         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3793                 return;
3794
3795         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3796                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3797 }
3798
3799 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3800 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3801 {
3802         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3803         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3804
3805         if (slack_runtime <= 0)
3806                 return;
3807
3808         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3809         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3810             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3811                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3812
3813                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3814                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3815                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3816                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3817         }
3818         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3819
3820         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3821         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3822 }
3823
3824 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3825 {
3826         if (!cfs_bandwidth_used())
3827                 return;
3828
3829         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3830                 return;
3831
3832         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3833 }
3834
3835 /*
3836  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3837  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3838  */
3839 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3840 {
3841         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3842         u64 expires;
3843
3844         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3845         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3846         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3847                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3848                 return;
3849         }
3850
3851         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3852                 runtime = cfs_b->runtime;
3853
3854         expires = cfs_b->runtime_expires;
3855         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3856
3857         if (!runtime)
3858                 return;
3859
3860         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3861
3862         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3863         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3864                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3865         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3866 }
3867
3868 /*
3869  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3870  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3871  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3872  */
3873 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3874 {
3875         if (!cfs_bandwidth_used())
3876                 return;
3877
3878         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3879         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3880                 return;
3881
3882         /* ensure the group is not already throttled */
3883         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3884                 return;
3885
3886         /* update runtime allocation */
3887         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3888         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3889                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3890 }
3891
3892 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3893 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3894 {
3895         if (!cfs_bandwidth_used())
3896                 return false;
3897
3898         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3899                 return false;
3900
3901         /*
3902          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3903          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3904          */
3905         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3906                 return true;
3907
3908         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3909         return true;
3910 }
3911
3912 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3913 {
3914         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3915                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3916         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3917
3918         return HRTIMER_NORESTART;
3919 }
3920
3921 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3922 {
3923         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3924                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3925         ktime_t now;
3926         int overrun;
3927         int idle = 0;
3928
3929         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3930         for (;;) {
3931                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3932                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3933
3934                 if (!overrun)
3935                         break;
3936
3937                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3938         }
3939         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3940
3941         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3942 }
3943
3944 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3945 {
3946         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3947         cfs_b->runtime = 0;
3948         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3949         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3950
3951         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3952         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3953         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3954         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3955         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3956 }
3957
3958 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3959 {
3960         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3961         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3962 }
3963
3964 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3965 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b, bool force)
3966 {
3967         /*
3968          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3969          * period or because we're racing with the tear-down path
3970          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3971          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3972          */
3973         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer)) &&
3974                hrtimer_try_to_cancel(&cfs_b->period_timer) < 0) {
3975                 /* bounce the lock to allow do_sched_cfs_period_timer to run */
3976                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3977                 cpu_relax();
3978                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3979                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3980                 if (!force && cfs_b->timer_active)
3981                         return;
3982         }
3983
3984         cfs_b->timer_active = 1;
3985         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3986 }
3987
3988 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3989 {
3990         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3991         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3992 }
3993
3994 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
3995 {
3996         struct cfs_rq *cfs_rq;
3997
3998         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3999                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4000
4001                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4002                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4003                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4004         }
4005 }
4006
4007 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4008 {
4009         struct cfs_rq *cfs_rq;
4010
4011         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4012                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4013                         continue;
4014
4015                 /*
4016                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4017                  * there's some valid quota amount
4018                  */
4019                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4020                 /*
4021                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4022                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4023                  */
4024                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4025
4026                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4027                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4028         }
4029 }
4030
4031 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4032 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4033 {
4034         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4035 }
4036
4037 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4038 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4039 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4040 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4041
4042 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4043 {
4044         return 0;
4045 }
4046
4047 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4048 {
4049         return 0;
4050 }
4051
4052 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4053                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4054 {
4055         return 0;
4056 }
4057
4058 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4059
4060 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4061 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4062 #endif
4063
4064 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4065 {
4066         return NULL;
4067 }
4068 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4069 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4070 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4071
4072 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4073
4074 /**************************************************
4075  * CFS operations on tasks:
4076  */
4077
4078 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4079 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4080 {
4081         struct sched_entity *se = &p->se;
4082         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4083
4084         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4085
4086         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4087                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4088                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4089                 s64 delta = slice - ran;
4090
4091                 if (delta < 0) {
4092                         if (rq->curr == p)
4093                                 resched_curr(rq);
4094                         return;
4095                 }
4096                 hrtick_start(rq, delta);
4097         }
4098 }
4099
4100 /*
4101  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4102  * current task is from our class and nr_running is low enough
4103  * to matter.
4104  */
4105 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4106 {
4107         struct task_struct *curr = rq->curr;
4108
4109         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4110                 return;
4111
4112         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4113                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4114 }
4115 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4116 static inline void
4117 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4118 {
4119 }
4120
4121 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4122 {
4123 }
4124 #endif
4125
4126 /*
4127  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4128  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4129  * then put the task into the rbtree:
4130  */
4131 static void
4132 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4133 {
4134         struct cfs_rq *cfs_rq;
4135         struct sched_entity *se = &p->se;
4136
4137         for_each_sched_entity(se) {
4138                 if (se->on_rq)
4139                         break;
4140                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4141                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4142
4143                 /*
4144                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4145                  *
4146                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4147                  * post the final h_nr_running increment below.
4148                 */
4149                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4150                         break;
4151                 cfs_rq->h_nr_running++;
4152
4153                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4154         }
4155
4156         for_each_sched_entity(se) {
4157                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4158                 cfs_rq->h_nr_running++;
4159
4160                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4161                         break;
4162
4163                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4164                 update_entity_load_avg(se, 1);
4165         }
4166
4167         if (!se) {
4168                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
4169                 add_nr_running(rq, 1);
4170         }
4171         hrtick_update(rq);
4172 }
4173
4174 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4175
4176 /*
4177  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4178  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4179  * update the fair scheduling stats:
4180  */
4181 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4182 {
4183         struct cfs_rq *cfs_rq;
4184         struct sched_entity *se = &p->se;
4185         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4186
4187         for_each_sched_entity(se) {
4188                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4189                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4190
4191                 /*
4192                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4193                  *
4194                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4195                  * post the final h_nr_running decrement below.
4196                 */
4197                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4198                         break;
4199                 cfs_rq->h_nr_running--;
4200
4201                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4202                 if (cfs_rq->load.weight) {
4203                         /*
4204                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4205                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4206                          */
4207                         if (task_sleep && parent_entity(se))
4208                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
4209
4210                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
4211                         se = parent_entity(se);
4212                         break;
4213                 }
4214                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4215         }
4216
4217         for_each_sched_entity(se) {
4218                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4219                 cfs_rq->h_nr_running--;
4220
4221                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4222                         break;
4223
4224                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4225                 update_entity_load_avg(se, 1);
4226         }
4227
4228         if (!se) {
4229                 sub_nr_running(rq, 1);
4230                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
4231         }
4232         hrtick_update(rq);
4233 }
4234
4235 #ifdef CONFIG_SMP
4236 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4237 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4238 {
4239         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
4240 }
4241
4242 /*
4243  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4244  * according to the scheduling class and "nice" value.
4245  *
4246  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4247  * balance conservatively.
4248  */
4249 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4250 {
4251         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4252         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4253
4254         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4255                 return total;
4256
4257         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4258 }
4259
4260 /*
4261  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4262  * according to the scheduling class and "nice" value.
4263  */
4264 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4265 {
4266         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4267         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4268
4269         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4270                 return total;
4271
4272         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4273 }
4274
4275 static unsigned long capacity_of(int cpu)
4276 {
4277         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
4278 }
4279
4280 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4281 {
4282         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4283         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
4284         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
4285
4286         if (nr_running)
4287                 return load_avg / nr_running;
4288
4289         return 0;
4290 }
4291
4292 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4293 {
4294         /*
4295          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4296          * about the boundary, really active task won't care
4297          * about the loss.
4298          */
4299         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4300                 current->wakee_flips >>= 1;
4301                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4302         }
4303
4304         if (current->last_wakee != p) {
4305                 current->last_wakee = p;
4306                 current->wakee_flips++;
4307         }
4308 }
4309
4310 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4311 {
4312         struct sched_entity *se = &p->se;
4313         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4314         u64 min_vruntime;
4315
4316 #ifndef CONFIG_64BIT
4317         u64 min_vruntime_copy;
4318
4319         do {
4320                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4321                 smp_rmb();
4322                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4323         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4324 #else
4325         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4326 #endif
4327
4328         se->vruntime -= min_vruntime;
4329         record_wakee(p);
4330 }
4331
4332 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4333 /*
4334  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4335  *
4336  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4337  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4338  * can calculate the shift in shares.
4339  *
4340  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4341  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4342  * total group weight.
4343  *
4344  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4345  * distribution (s_i) using:
4346  *
4347  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4348  *
4349  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4350  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4351  * shares distribution (s_i):
4352  *
4353  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4354  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4355  *
4356  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4357  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4358  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4359  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4360  *
4361  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4362  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4363  *
4364  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4365  *
4366  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4367  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4368  * weight and shares distributions like:
4369  *
4370  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4371  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4372  *
4373  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4374  *
4375  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4376  *
4377  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4378  *
4379  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4380  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4381  * 4/7) times the weight of the group.
4382  */
4383 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4384 {
4385         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4386
4387         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4388                 return wl;
4389
4390         for_each_sched_entity(se) {
4391                 long w, W;
4392
4393                 tg = se->my_q->tg;
4394
4395                 /*
4396                  * W = @wg + \Sum rw_j
4397                  */
4398                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
4399
4400                 /*
4401                  * w = rw_i + @wl
4402                  */
4403                 w = se->my_q->load.weight + wl;
4404
4405                 /*
4406                  * wl = S * s'_i; see (2)
4407                  */
4408                 if (W > 0 && w < W)
4409                         wl = (w * tg->shares) / W;
4410                 else
4411                         wl = tg->shares;
4412
4413                 /*
4414                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4415                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4416                  * calc_cfs_shares().
4417                  */
4418                 if (wl < MIN_SHARES)
4419                         wl = MIN_SHARES;
4420
4421                 /*
4422                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4423                  */
4424                 wl -= se->load.weight;
4425
4426                 /*
4427                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4428                  * the final effective load change on the root group. Since
4429                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4430                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4431                  * resulting from this level per the above.
4432                  */
4433                 wg = 0;
4434         }
4435
4436         return wl;
4437 }
4438 #else
4439
4440 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4441 {
4442         return wl;
4443 }
4444
4445 #endif
4446
4447 static int wake_wide(struct task_struct *p)
4448 {
4449         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
4450
4451         /*
4452          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
4453          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
4454          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
4455          */
4456         if (p->wakee_flips > factor) {
4457                 /*
4458                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
4459                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
4460                  * it alone.
4461                  */
4462                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
4463                         return 1;
4464         }
4465
4466         return 0;
4467 }
4468
4469 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4470 {
4471         s64 this_load, load;
4472         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4473         int idx, this_cpu, prev_cpu;
4474         struct task_group *tg;
4475         unsigned long weight;
4476         int balanced;
4477
4478         /*
4479          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
4480          * ourselves around too much.
4481          */
4482         if (wake_wide(p))
4483                 return 0;
4484
4485         idx       = sd->wake_idx;
4486         this_cpu  = smp_processor_id();
4487         prev_cpu  = task_cpu(p);
4488         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4489         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4490
4491         /*
4492          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4493          * effect of the currently running task from the load
4494          * of the current CPU:
4495          */
4496         if (sync) {
4497                 tg = task_group(current);
4498                 weight = current->se.load.weight;
4499
4500                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4501                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4502         }
4503
4504         tg = task_group(p);
4505         weight = p->se.load.weight;
4506
4507         /*
4508          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4509          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4510          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4511          * about that, so that's good too.
4512          *
4513          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4514          * task to be woken on this_cpu.
4515          */
4516         this_eff_load = 100;
4517         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
4518
4519         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4520         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
4521
4522         if (this_load > 0) {
4523                 this_eff_load *= this_load +
4524                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4525
4526                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4527         }
4528
4529         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4530
4531         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4532
4533         if (!balanced)
4534                 return 0;
4535
4536         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4537         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4538
4539         return 1;
4540 }
4541
4542 /*
4543  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4544  * domain.
4545  */
4546 static struct sched_group *
4547 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4548                   int this_cpu, int sd_flag)
4549 {
4550         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4551         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4552         int load_idx = sd->forkexec_idx;
4553         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4554
4555         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4556                 load_idx = sd->wake_idx;
4557
4558         do {
4559                 unsigned long load, avg_load;
4560                 int local_group;
4561                 int i;
4562
4563                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4564                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4565                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4566                         continue;
4567
4568                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4569                                                sched_group_cpus(group));
4570
4571                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4572                 avg_load = 0;
4573
4574                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4575                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4576                         if (local_group)
4577                                 load = source_load(i, load_idx);
4578                         else
4579                                 load = target_load(i, load_idx);
4580
4581                         avg_load += load;
4582                 }
4583
4584                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
4585                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
4586
4587                 if (local_group) {
4588                         this_load = avg_load;
4589                 } else if (avg_load < min_load) {
4590                         min_load = avg_load;
4591                         idlest = group;
4592                 }
4593         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4594
4595         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4596                 return NULL;
4597         return idlest;
4598 }
4599
4600 /*
4601  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4602  */
4603 static int
4604 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4605 {
4606         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4607         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
4608         u64 latest_idle_timestamp = 0;
4609         int least_loaded_cpu = this_cpu;
4610         int shallowest_idle_cpu = -1;
4611         int i;
4612
4613         /* Traverse only the allowed CPUs */
4614         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4615                 if (idle_cpu(i)) {
4616                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
4617                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
4618                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
4619                                 /*
4620                                  * We give priority to a CPU whose idle state
4621                                  * has the smallest exit latency irrespective
4622                                  * of any idle timestamp.
4623                                  */
4624                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
4625                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
4626                                 shallowest_idle_cpu = i;
4627                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
4628                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
4629                                 /*
4630                                  * If equal or no active idle state, then
4631                                  * the most recently idled CPU might have
4632                                  * a warmer cache.
4633                                  */
4634                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
4635                                 shallowest_idle_cpu = i;
4636                         }
4637                 } else {
4638                         load = weighted_cpuload(i);
4639                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4640                                 min_load = load;
4641                                 least_loaded_cpu = i;
4642                         }
4643                 }
4644         }
4645
4646         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
4647 }
4648
4649 /*
4650  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4651  */
4652 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4653 {
4654         struct sched_domain *sd;
4655         struct sched_group *sg;
4656         int i = task_cpu(p);
4657
4658         if (idle_cpu(target))
4659                 return target;
4660
4661         /*
4662          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4663          */
4664         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4665                 return i;
4666
4667         /*
4668          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4669          */
4670         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4671         for_each_lower_domain(sd) {
4672                 sg = sd->groups;
4673                 do {
4674                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4675                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4676                                 goto next;
4677
4678                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4679                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4680                                         goto next;
4681                         }
4682
4683                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4684                                         tsk_cpus_allowed(p));
4685                         goto done;
4686 next:
4687                         sg = sg->next;
4688                 } while (sg != sd->groups);
4689         }
4690 done:
4691         return target;
4692 }
4693
4694 /*
4695  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
4696  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
4697  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
4698  *
4699  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
4700  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
4701  *
4702  * Returns the target cpu number.
4703  *
4704  * preempt must be disabled.
4705  */
4706 static int
4707 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4708 {
4709         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4710         int cpu = smp_processor_id();
4711         int new_cpu = cpu;
4712         int want_affine = 0;
4713         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4714
4715         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
4716                 return prev_cpu;
4717
4718         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4719                 want_affine = cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p));
4720
4721         rcu_read_lock();
4722         for_each_domain(cpu, tmp) {
4723                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4724                         continue;
4725
4726                 /*
4727                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4728                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4729                  */
4730                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4731                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4732                         affine_sd = tmp;
4733                         break;
4734                 }
4735
4736                 if (tmp->flags & sd_flag)
4737                         sd = tmp;
4738         }
4739
4740         if (affine_sd && cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4741                 prev_cpu = cpu;
4742
4743         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4744                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4745                 goto unlock;
4746         }
4747
4748         while (sd) {
4749                 struct sched_group *group;
4750                 int weight;
4751
4752                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4753                         sd = sd->child;
4754                         continue;
4755                 }
4756
4757                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
4758                 if (!group) {
4759                         sd = sd->child;
4760                         continue;
4761                 }
4762
4763                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4764                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4765                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4766                         sd = sd->child;
4767                         continue;
4768                 }
4769
4770                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4771                 cpu = new_cpu;
4772                 weight = sd->span_weight;
4773                 sd = NULL;
4774                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4775                         if (weight <= tmp->span_weight)
4776                                 break;
4777                         if (tmp->flags & sd_flag)
4778                                 sd = tmp;
4779                 }
4780                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4781         }
4782 unlock:
4783         rcu_read_unlock();
4784
4785         return new_cpu;
4786 }
4787
4788 /*
4789  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4790  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4791  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4792  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4793  */
4794 static void
4795 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4796 {
4797         struct sched_entity *se = &p->se;
4798         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4799
4800         /*
4801          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4802          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4803          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4804          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4805          */
4806         if (se->avg.decay_count) {
4807                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4808                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4809                                                 &cfs_rq->removed_load);
4810         }
4811
4812         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
4813         se->exec_start = 0;
4814 }
4815 #endif /* CONFIG_SMP */
4816
4817 static unsigned long
4818 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4819 {
4820         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4821
4822         /*
4823          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4824          * to virtual-time in his units.
4825          *
4826          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4827          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4828          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4829          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4830          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4831          *
4832          * This is especially important for buddies when the leftmost
4833          * task is higher priority than the buddy.
4834          */
4835         return calc_delta_fair(gran, se);
4836 }
4837
4838 /*
4839  * Should 'se' preempt 'curr'.
4840  *
4841  *             |s1
4842  *        |s2
4843  *   |s3
4844  *         g
4845  *      |<--->|c
4846  *
4847  *  w(c, s1) = -1
4848  *  w(c, s2) =  0
4849  *  w(c, s3) =  1
4850  *
4851  */
4852 static int
4853 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4854 {
4855         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4856
4857         if (vdiff <= 0)
4858                 return -1;
4859
4860         gran = wakeup_gran(curr, se);
4861         if (vdiff > gran)
4862                 return 1;
4863
4864         return 0;
4865 }
4866
4867 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4868 {
4869         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4870                 return;
4871
4872         for_each_sched_entity(se)
4873                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4874 }
4875
4876 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4877 {
4878         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4879                 return;
4880
4881         for_each_sched_entity(se)
4882                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4883 }
4884
4885 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4886 {
4887         for_each_sched_entity(se)
4888                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4889 }
4890
4891 /*
4892  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4893  */
4894 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4895 {
4896         struct task_struct *curr = rq->curr;
4897         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4898         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4899         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4900         int next_buddy_marked = 0;
4901
4902         if (unlikely(se == pse))
4903                 return;
4904
4905         /*
4906          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
4907          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4908          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4909          * next-buddy nomination below.
4910          */
4911         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4912                 return;
4913
4914         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4915                 set_next_buddy(pse);
4916                 next_buddy_marked = 1;
4917         }
4918
4919         /*
4920          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4921          * wake up path.
4922          *
4923          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4924          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4925          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4926          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4927          * below.
4928          */
4929         if (test_tsk_need_resched(curr))
4930                 return;
4931
4932         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4933         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4934             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4935                 goto preempt;
4936
4937         /*
4938          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4939          * is driven by the tick):
4940          */
4941         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4942                 return;
4943
4944         find_matching_se(&se, &pse);
4945         update_curr(cfs_rq_of(se));
4946         BUG_ON(!pse);
4947         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4948                 /*
4949                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4950                  * triggering this preemption.
4951                  */
4952                 if (!next_buddy_marked)
4953                         set_next_buddy(pse);
4954                 goto preempt;
4955         }
4956
4957         return;
4958
4959 preempt:
4960         resched_curr(rq);
4961         /*
4962          * Only set the backward buddy when the current task is still
4963          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4964          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4965          * point, either of which can * drop the rq lock.
4966          *
4967          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4968          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4969          */
4970         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4971                 return;
4972
4973         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4974                 set_last_buddy(se);
4975 }
4976
4977 static struct task_struct *
4978 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4979 {
4980         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4981         struct sched_entity *se;
4982         struct task_struct *p;
4983         int new_tasks;
4984
4985 again:
4986 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4987         if (!cfs_rq->nr_running)
4988                 goto idle;
4989
4990         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
4991                 goto simple;
4992
4993         /*
4994          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
4995          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
4996          *
4997          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
4998          * hierarchy, only change the part that actually changes.
4999          */
5000
5001         do {
5002                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
5003
5004                 /*
5005                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
5006                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
5007                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
5008                  * forget we've ever seen it.
5009                  */
5010                 if (curr && curr->on_rq)
5011                         update_curr(cfs_rq);
5012                 else
5013                         curr = NULL;
5014
5015                 /*
5016                  * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the throttle and
5017                  * dequeue its entity in the parent(s). Therefore the 'simple'
5018                  * nr_running test will indeed be correct.
5019                  */
5020                 if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
5021                         goto simple;
5022
5023                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
5024                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5025         } while (cfs_rq);
5026
5027         p = task_of(se);
5028
5029         /*
5030          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
5031          * is a different task than we started out with, try and touch the
5032          * least amount of cfs_rqs.
5033          */
5034         if (prev != p) {
5035                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
5036
5037                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
5038                         int se_depth = se->depth;
5039                         int pse_depth = pse->depth;
5040
5041                         if (se_depth <= pse_depth) {
5042                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
5043                                 pse = parent_entity(pse);
5044                         }
5045                         if (se_depth >= pse_depth) {
5046                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
5047                                 se = parent_entity(se);
5048                         }
5049                 }
5050
5051                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
5052                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5053         }
5054
5055         if (hrtick_enabled(rq))
5056                 hrtick_start_fair(rq, p);
5057
5058         return p;
5059 simple:
5060         cfs_rq = &rq->cfs;
5061 #endif
5062
5063         if (!cfs_rq->nr_running)
5064                 goto idle;
5065
5066         put_prev_task(rq, prev);
5067
5068         do {
5069                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
5070                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5071                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5072         } while (cfs_rq);
5073
5074         p = task_of(se);
5075
5076         if (hrtick_enabled(rq))
5077                 hrtick_start_fair(rq, p);
5078
5079         return p;
5080
5081 idle:
5082         new_tasks = idle_balance(rq);
5083         /*
5084          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
5085          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
5086          * must re-start the pick_next_entity() loop.
5087          */
5088         if (new_tasks < 0)
5089                 return RETRY_TASK;
5090
5091         if (new_tasks > 0)
5092                 goto again;
5093
5094         return NULL;
5095 }
5096
5097 /*
5098  * Account for a descheduled task:
5099  */
5100 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5101 {
5102         struct sched_entity *se = &prev->se;
5103         struct cfs_rq *cfs_rq;
5104
5105         for_each_sched_entity(se) {
5106                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5107                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
5108         }
5109 }
5110
5111 /*
5112  * sched_yield() is very simple
5113  *
5114  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
5115  */
5116 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
5117 {
5118         struct task_struct *curr = rq->curr;
5119         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
5120         struct sched_entity *se = &curr->se;
5121
5122         /*
5123          * Are we the only task in the tree?
5124          */
5125         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
5126                 return;
5127
5128         clear_buddies(cfs_rq, se);
5129
5130         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
5131                 update_rq_clock(rq);
5132                 /*
5133                  * Update run-time statistics of the 'current'.
5134                  */
5135                 update_curr(cfs_rq);
5136                 /*
5137                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
5138                  * so we don't do microscopic update in schedule()
5139                  * and double the fastpath cost.
5140                  */
5141                  rq->skip_clock_update = 1;
5142         }
5143
5144         set_skip_buddy(se);
5145 }
5146
5147 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
5148 {
5149         struct sched_entity *se = &p->se;
5150
5151         /* throttled hierarchies are not runnable */
5152         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
5153                 return false;
5154
5155         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
5156         set_next_buddy(se);
5157
5158         yield_task_fair(rq);
5159
5160         return true;
5161 }
5162
5163 #ifdef CONFIG_SMP
5164 /**************************************************
5165  * Fair scheduling class load-balancing methods.
5166  *
5167  * BASICS
5168  *
5169  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
5170  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
5171  * time to each task. This is expressed in the following equation:
5172  *
5173  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
5174  *
5175  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
5176  * W_i,0 is defined as:
5177  *
5178  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
5179  *
5180  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
5181  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
5182  *
5183  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
5184  * weight:
5185  *
5186  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
5187  *
5188  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
5189  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
5190  * can also include other factors [XXX].
5191  *
5192  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
5193  * directly from (1):
5194  *
5195  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
5196  *
5197  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
5198  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
5199  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
5200  *
5201  * [XXX expand on:
5202  *     - infeasible weights;
5203  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
5204  *
5205  *
5206  * SCHED DOMAINS
5207  *
5208  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
5209  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
5210  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
5211  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
5212  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
5213  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
5214  * the groups.
5215  *
5216  * This yields:
5217  *
5218  *     log_2 n     1     n
5219  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
5220  *     i = 0      2^i   2^i
5221  *                               `- size of each group
5222  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
5223  *         |         `- freq
5224  *         `- sum over all levels
5225  *
5226  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
5227  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
5228  *
5229  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
5230  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
5231  *
5232  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
5233  *
5234  *             log_2 n     
5235  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
5236  *             k = 0
5237  *
5238  * And you'll find that:
5239  *
5240  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
5241  *
5242  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
5243  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
5244  * of:
5245  *
5246  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
5247  *
5248  *
5249  * WORK CONSERVING
5250  *
5251  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
5252  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
5253  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
5254  *
5255  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
5256  * time.
5257  *
5258  * [XXX more?]
5259  *
5260  *
5261  * CGROUPS
5262  *
5263  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
5264  *
5265  *                                s_k,i
5266  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
5267  *                                 S_k
5268  *
5269  * Where
5270  *
5271  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
5272  *
5273  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
5274  *
5275  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
5276  * property.
5277  *
5278  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
5279  *      rewrite all of this once again.]
5280  */ 
5281
5282 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
5283
5284 enum fbq_type { regular, remote, all };
5285
5286 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
5287 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
5288 #define LBF_DST_PINNED  0x04
5289 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
5290
5291 struct lb_env {
5292         struct sched_domain     *sd;
5293
5294         struct rq               *src_rq;
5295         int                     src_cpu;
5296
5297         int                     dst_cpu;
5298         struct rq               *dst_rq;
5299
5300         struct cpumask          *dst_grpmask;
5301         int                     new_dst_cpu;
5302         enum cpu_idle_type      idle;
5303         long                    imbalance;
5304         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
5305         struct cpumask          *cpus;
5306
5307         unsigned int            flags;
5308
5309         unsigned int            loop;
5310         unsigned int            loop_break;
5311         unsigned int            loop_max;
5312
5313         enum fbq_type           fbq_type;
5314         struct list_head        tasks;
5315 };
5316
5317 /*
5318  * Is this task likely cache-hot:
5319  */
5320 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5321 {
5322         s64 delta;
5323
5324         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5325
5326         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
5327                 return 0;
5328
5329         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
5330                 return 0;
5331
5332         /*
5333          * Buddy candidates are cache hot:
5334          */
5335         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
5336                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
5337                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
5338                 return 1;
5339
5340         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
5341                 return 1;
5342         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
5343                 return 0;
5344
5345         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
5346
5347         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
5348 }
5349
5350 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5351 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
5352 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5353 {
5354         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5355         int src_nid, dst_nid;
5356
5357         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults_memory ||
5358             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
5359                 return false;
5360         }
5361
5362         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5363         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5364
5365         if (src_nid == dst_nid)
5366                 return false;
5367
5368         if (numa_group) {
5369                 /* Task is already in the group's interleave set. */
5370                 if (node_isset(src_nid, numa_group->active_nodes))
5371                         return false;
5372
5373                 /* Task is moving into the group's interleave set. */
5374                 if (node_isset(dst_nid, numa_group->active_nodes))
5375                         return true;
5376
5377                 return group_faults(p, dst_nid) > group_faults(p, src_nid);
5378         }
5379
5380         /* Encourage migration to the preferred node. */
5381         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
5382                 return true;
5383
5384         return task_faults(p, dst_nid) > task_faults(p, src_nid);
5385 }
5386
5387
5388 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5389 {
5390         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5391         int src_nid, dst_nid;
5392
5393         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
5394                 return false;
5395
5396         if (!p->numa_faults_memory || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
5397                 return false;
5398
5399         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5400         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5401
5402         if (src_nid == dst_nid)
5403                 return false;
5404
5405         if (numa_group) {
5406                 /* Task is moving within/into the group's interleave set. */
5407                 if (node_isset(dst_nid, numa_group->active_nodes))
5408                         return false;
5409
5410                 /* Task is moving out of the group's interleave set. */
5411                 if (node_isset(src_nid, numa_group->active_nodes))
5412                         return true;
5413
5414                 return group_faults(p, dst_nid) < group_faults(p, src_nid);
5415         }
5416
5417         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
5418         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
5419                 return true;
5420
5421         return task_faults(p, dst_nid) < task_faults(p, src_nid);
5422 }
5423
5424 #else
5425 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
5426                                              struct lb_env *env)
5427 {
5428         return false;
5429 }
5430
5431 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
5432                                              struct lb_env *env)
5433 {
5434         return false;
5435 }
5436 #endif
5437
5438 /*
5439  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
5440  */
5441 static
5442 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5443 {
5444         int tsk_cache_hot = 0;
5445
5446         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5447
5448         /*
5449          * We do not migrate tasks that are:
5450          * 1) throttled_lb_pair, or
5451          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
5452          * 3) running (obviously), or
5453          * 4) are cache-hot on their current CPU.
5454          */
5455         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
5456                 return 0;
5457
5458         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5459                 int cpu;
5460
5461                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
5462
5463                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
5464
5465                 /*
5466                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
5467                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
5468                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
5469                  *
5470                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
5471                  * one in current iteration.
5472                  */
5473                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
5474                         return 0;
5475
5476                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5477                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
5478                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5479                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
5480                                 env->new_dst_cpu = cpu;
5481                                 break;
5482                         }
5483                 }
5484
5485                 return 0;
5486         }
5487
5488         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
5489         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
5490
5491         if (task_running(env->src_rq, p)) {
5492                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
5493                 return 0;
5494         }
5495
5496         /*
5497          * Aggressive migration if:
5498          * 1) destination numa is preferred
5499          * 2) task is cache cold, or
5500          * 3) too many balance attempts have failed.
5501          */
5502         tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
5503         if (!tsk_cache_hot)
5504                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
5505
5506         if (migrate_improves_locality(p, env) || !tsk_cache_hot ||
5507             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
5508                 if (tsk_cache_hot) {
5509                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5510                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5511                 }
5512                 return 1;
5513         }
5514
5515         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
5516         return 0;
5517 }
5518
5519 /*
5520  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
5521  */
5522 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5523 {
5524         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5525
5526         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
5527         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
5528         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
5529 }
5530
5531 /*
5532  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
5533  * part of active balancing operations within "domain".
5534  *
5535  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
5536  */
5537 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
5538 {
5539         struct task_struct *p, *n;
5540
5541         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5542
5543         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
5544                 if (!can_migrate_task(p, env))
5545                         continue;
5546
5547                 detach_task(p, env);
5548
5549                 /*
5550                  * Right now, this is only the second place where
5551                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
5552                  * so we can safely collect stats here rather than
5553                  * inside detach_tasks().
5554                  */
5555                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
5556                 return p;
5557         }
5558         return NULL;
5559 }
5560
5561 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
5562
5563 /*
5564  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
5565  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
5566  *
5567  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
5568  */
5569 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
5570 {
5571         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
5572         struct task_struct *p;
5573         unsigned long load;
5574         int detached = 0;
5575
5576         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5577
5578         if (env->imbalance <= 0)
5579                 return 0;
5580
5581         while (!list_empty(tasks)) {
5582                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5583
5584                 env->loop++;
5585                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
5586                 if (env->loop > env->loop_max)
5587                         break;
5588
5589                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
5590                 if (env->loop > env->loop_break) {
5591                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
5592                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
5593                         break;
5594                 }
5595
5596                 if (!can_migrate_task(p, env))
5597                         goto next;
5598
5599                 load = task_h_load(p);
5600
5601                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
5602                         goto next;
5603
5604                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5605                         goto next;
5606
5607                 detach_task(p, env);
5608                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
5609
5610                 detached++;
5611                 env->imbalance -= load;
5612
5613 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5614                 /*
5615                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5616                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
5617                  * the critical section.
5618                  */
5619                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5620                         break;
5621 #endif
5622
5623                 /*
5624                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5625                  * weighted load.
5626                  */
5627                 if (env->imbalance <= 0)
5628                         break;
5629
5630                 continue;
5631 next:
5632                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5633         }
5634
5635         /*
5636          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
5637          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
5638          * than inside detach_one_task().
5639          */
5640         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
5641
5642         return detached;
5643 }
5644
5645 /*
5646  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
5647  */
5648 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5649 {
5650         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5651
5652         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
5653         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5654         activate_task(rq, p, 0);
5655         check_preempt_curr(rq, p, 0);
5656 }
5657
5658 /*
5659  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
5660  * its new rq.
5661  */
5662 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5663 {
5664         raw_spin_lock(&rq->lock);
5665         attach_task(rq, p);
5666         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5667 }
5668
5669 /*
5670  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
5671  * new rq.
5672  */
5673 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
5674 {
5675         struct list_head *tasks = &env->tasks;
5676         struct task_struct *p;
5677
5678         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
5679
5680         while (!list_empty(tasks)) {
5681                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5682                 list_del_init(&p->se.group_node);
5683
5684                 attach_task(env->dst_rq, p);
5685         }
5686
5687         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
5688 }
5689
5690 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5691 /*
5692  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
5693  */
5694 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
5695 {
5696         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5697         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5698
5699         /* throttled entities do not contribute to load */
5700         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5701                 return;
5702
5703         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
5704
5705         if (se) {
5706                 update_entity_load_avg(se, 1);
5707                 /*
5708                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
5709                  * list removal.  This generally implies that all our children
5710                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
5711                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
5712                  * at enqueue.
5713                  *
5714                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
5715                  */
5716                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
5717                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5718         } else {
5719                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5720                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
5721         }
5722 }
5723
5724 static void update_blocked_averages(int cpu)
5725 {
5726         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5727         struct cfs_rq *cfs_rq;
5728         unsigned long flags;
5729
5730         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5731         update_rq_clock(rq);
5732         /*
5733          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5734          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5735          */
5736         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5737                 /*
5738                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5739                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5740                  * groups does not result in continually extending hold time.
5741                  */
5742                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5743         }
5744
5745         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5746 }
5747
5748 /*
5749  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5750  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5751  * group is a fraction of its parents load.
5752  */
5753 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5754 {
5755         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5756         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5757         unsigned long now = jiffies;
5758         unsigned long load;
5759
5760         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5761                 return;
5762
5763         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5764         for_each_sched_entity(se) {
5765                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5766                 cfs_rq->h_load_next = se;
5767                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5768                         break;
5769         }
5770
5771         if (!se) {
5772                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5773                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5774         }
5775
5776         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5777                 load = cfs_rq->h_load;
5778                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5779                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5780                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5781                 cfs_rq->h_load = load;
5782                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5783         }
5784 }
5785
5786 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5787 {
5788         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5789
5790         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5791         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5792                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5793 }
5794 #else
5795 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5796 {
5797 }
5798
5799 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5800 {
5801         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5802 }
5803 #endif
5804
5805 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5806
5807 enum group_type {
5808         group_other = 0,
5809         group_imbalanced,
5810         group_overloaded,
5811 };
5812
5813 /*
5814  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5815  */
5816 struct sg_lb_stats {
5817         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5818         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5819         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5820         unsigned long load_per_task;
5821         unsigned long group_capacity;
5822         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5823         unsigned int group_capacity_factor;
5824         unsigned int idle_cpus;
5825         unsigned int group_weight;
5826         enum group_type group_type;
5827         int group_has_free_capacity;
5828 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5829         unsigned int nr_numa_running;
5830         unsigned int nr_preferred_running;
5831 #endif
5832 };
5833
5834 /*
5835  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5836  *               during load balancing.
5837  */
5838 struct sd_lb_stats {
5839         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5840         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5841         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5842         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
5843         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5844
5845         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5846         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5847 };
5848
5849 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5850 {
5851         /*
5852          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5853          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5854          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5855          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5856          */
5857         *sds = (struct sd_lb_stats){
5858                 .busiest = NULL,
5859                 .local = NULL,
5860                 .total_load = 0UL,
5861                 .total_capacity = 0UL,
5862                 .busiest_stat = {
5863                         .avg_load = 0UL,
5864                         .sum_nr_running = 0,
5865                         .group_type = group_other,
5866                 },
5867         };
5868 }
5869
5870 /**
5871  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5872  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5873  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
5874  *
5875  * Return: The load index.
5876  */
5877 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5878                                         enum cpu_idle_type idle)
5879 {
5880         int load_idx;
5881
5882         switch (idle) {
5883         case CPU_NOT_IDLE:
5884                 load_idx = sd->busy_idx;
5885                 break;
5886
5887         case CPU_NEWLY_IDLE:
5888                 load_idx = sd->newidle_idx;
5889                 break;
5890         default:
5891                 load_idx = sd->idle_idx;
5892                 break;
5893         }
5894
5895         return load_idx;
5896 }
5897
5898 static unsigned long default_scale_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5899 {
5900         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
5901 }
5902
5903 unsigned long __weak arch_scale_freq_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5904 {
5905         return default_scale_capacity(sd, cpu);
5906 }
5907
5908 static unsigned long default_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5909 {
5910         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && (sd->span_weight > 1))
5911                 return sd->smt_gain / sd->span_weight;
5912
5913         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
5914 }
5915
5916 unsigned long __weak arch_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5917 {
5918         return default_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
5919 }
5920
5921 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
5922 {
5923         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5924         u64 total, available, age_stamp, avg;
5925         s64 delta;
5926
5927         /*
5928          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5929          * we read them once before doing sanity checks on them.
5930          */
5931         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5932         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5933
5934         delta = rq_clock(rq) - age_stamp;
5935         if (unlikely(delta < 0))
5936                 delta = 0;
5937
5938         total = sched_avg_period() + delta;
5939
5940         if (unlikely(total < avg)) {
5941                 /* Ensures that capacity won't end up being negative */
5942                 available = 0;
5943         } else {
5944                 available = total - avg;
5945         }
5946
5947         if (unlikely((s64)total < SCHED_CAPACITY_SCALE))
5948                 total = SCHED_CAPACITY_SCALE;
5949
5950         total >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5951
5952         return div_u64(available, total);
5953 }
5954
5955 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5956 {
5957         unsigned long capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE;
5958         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5959
5960         if (sched_feat(ARCH_CAPACITY))
5961                 capacity *= arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
5962         else
5963                 capacity *= default_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
5964
5965         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5966
5967         sdg->sgc->capacity_orig = capacity;
5968
5969         if (sched_feat(ARCH_CAPACITY))
5970                 capacity *= arch_scale_freq_capacity(sd, cpu);
5971         else
5972                 capacity *= default_scale_capacity(sd, cpu);
5973
5974         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5975
5976         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
5977         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5978
5979         if (!capacity)
5980                 capacity = 1;
5981
5982         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
5983         sdg->sgc->capacity = capacity;
5984 }
5985
5986 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5987 {
5988         struct sched_domain *child = sd->child;
5989         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
5990         unsigned long capacity, capacity_orig;
5991         unsigned long interval;
5992
5993         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5994         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5995         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
5996
5997         if (!child) {
5998                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
5999                 return;
6000         }
6001
6002         capacity_orig = capacity = 0;
6003
6004         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
6005                 /*
6006                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
6007                  * span the current group.
6008                  */
6009
6010                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
6011                         struct sched_group_capacity *sgc;
6012                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6013
6014                         /*
6015                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
6016                          * gets here before we've attached the domains to the
6017                          * runqueues.
6018                          *
6019                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
6020                          * in update_cpu_capacity().
6021                          *
6022                          * This avoids capacity/capacity_orig from being 0 and
6023                          * causing divide-by-zero issues on boot.
6024                          *
6025                          * Runtime updates will correct capacity_orig.
6026                          */
6027                         if (unlikely(!rq->sd)) {
6028                                 capacity_orig += capacity_of(cpu);
6029                                 capacity += capacity_of(cpu);
6030                                 continue;
6031                         }
6032
6033                         sgc = rq->sd->groups->sgc;
6034                         capacity_orig += sgc->capacity_orig;
6035                         capacity += sgc->capacity;
6036                 }
6037         } else  {
6038                 /*
6039                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
6040                  * span the current group.
6041                  */ 
6042
6043                 group = child->groups;
6044                 do {
6045                         capacity_orig += group->sgc->capacity_orig;
6046                         capacity += group->sgc->capacity;
6047                         group = group->next;
6048                 } while (group != child->groups);
6049         }
6050
6051         sdg->sgc->capacity_orig = capacity_orig;
6052         sdg->sgc->capacity = capacity;
6053 }
6054
6055 /*
6056  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
6057  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
6058  * which on its own isn't powerful enough.
6059  *
6060  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
6061  */
6062 static inline int
6063 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
6064 {
6065         /*
6066          * Only siblings can have significantly less than SCHED_CAPACITY_SCALE
6067          */
6068         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY))
6069                 return 0;
6070
6071         /*
6072          * If ~90% of the cpu_capacity is still there, we're good.
6073          */
6074         if (group->sgc->capacity * 32 > group->sgc->capacity_orig * 29)
6075                 return 1;
6076
6077         return 0;
6078 }
6079
6080 /*
6081  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
6082  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
6083  *
6084  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
6085  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
6086  * Something like:
6087  *
6088  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
6089  *              *     * * *
6090  *
6091  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
6092  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
6093  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
6094  *
6095  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
6096  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
6097  * moving tasks due to affinity constraints.
6098  *
6099  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
6100  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
6101  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
6102  * to create an effective group imbalance.
6103  *
6104  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
6105  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
6106  * subtle and fragile situation.
6107  */
6108
6109 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
6110 {
6111         return group->sgc->imbalance;
6112 }
6113
6114 /*
6115  * Compute the group capacity factor.
6116  *
6117  * Avoid the issue where N*frac(smt_capacity) >= 1 creates 'phantom' cores by
6118  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
6119  * and limit unit capacity with that.
6120  */
6121 static inline int sg_capacity_factor(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
6122 {
6123         unsigned int capacity_factor, smt, cpus;
6124         unsigned int capacity, capacity_orig;
6125
6126         capacity = group->sgc->capacity;
6127         capacity_orig = group->sgc->capacity_orig;
6128         cpus = group->group_weight;
6129
6130         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_capacity < 2 */
6131         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, capacity_orig);
6132         capacity_factor = cpus / smt; /* cores */
6133
6134         capacity_factor = min_t(unsigned,
6135                 capacity_factor, DIV_ROUND_CLOSEST(capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
6136         if (!capacity_factor)
6137                 capacity_factor = fix_small_capacity(env->sd, group);
6138
6139         return capacity_factor;
6140 }
6141
6142 static enum group_type
6143 group_classify(struct sched_group *group, struct sg_lb_stats *sgs)
6144 {
6145         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity_factor)
6146                 return group_overloaded;
6147
6148         if (sg_imbalanced(group))
6149                 return group_imbalanced;
6150
6151         return group_other;
6152 }
6153
6154 /**
6155  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
6156  * @env: The load balancing environment.
6157  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
6158  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
6159  * @local_group: Does group contain this_cpu.
6160  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
6161  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
6162  */
6163 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
6164                         struct sched_group *group, int load_idx,
6165                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
6166                         bool *overload)
6167 {
6168         unsigned long load;
6169         int i;
6170
6171         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
6172
6173         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6174                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6175
6176                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
6177                 if (local_group)
6178                         load = target_load(i, load_idx);
6179                 else
6180                         load = source_load(i, load_idx);
6181
6182                 sgs->group_load += load;
6183                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
6184
6185                 if (rq->nr_running > 1)
6186                         *overload = true;
6187
6188 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6189                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
6190                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
6191 #endif
6192                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
6193                 if (idle_cpu(i))
6194                         sgs->idle_cpus++;
6195         }
6196
6197         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
6198         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
6199         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
6200
6201         if (sgs->sum_nr_running)
6202                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
6203
6204         sgs->group_weight = group->group_weight;
6205         sgs->group_capacity_factor = sg_capacity_factor(env, group);
6206         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
6207
6208         if (sgs->group_capacity_factor > sgs->sum_nr_running)
6209                 sgs->group_has_free_capacity = 1;
6210 }
6211
6212 /**
6213  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
6214  * @env: The load balancing environment.
6215  * @sds: sched_domain statistics
6216  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
6217  * @sgs: sched_group statistics
6218  *
6219  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
6220  * busiest group.
6221  *
6222  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
6223  * busiest group. %false otherwise.
6224  */
6225 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
6226                                    struct sd_lb_stats *sds,
6227                                    struct sched_group *sg,
6228                                    struct sg_lb_stats *sgs)
6229 {
6230         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
6231
6232         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
6233                 return true;
6234
6235         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
6236                 return false;
6237
6238         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
6239                 return false;
6240
6241         /* This is the busiest node in its class. */
6242         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6243                 return true;
6244
6245         /*
6246          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
6247          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
6248          * higher than ourself as busy.
6249          */
6250         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
6251                 if (!sds->busiest)
6252                         return true;
6253
6254                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
6255                         return true;
6256         }
6257
6258         return false;
6259 }
6260
6261 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6262 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6263 {
6264         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
6265                 return regular;
6266         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
6267                 return remote;
6268         return all;
6269 }
6270
6271 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6272 {
6273         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
6274                 return regular;
6275         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
6276                 return remote;
6277         return all;
6278 }
6279 #else
6280 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6281 {
6282         return all;
6283 }
6284
6285 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6286 {
6287         return regular;
6288 }
6289 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6290
6291 /**
6292  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
6293  * @env: The load balancing environment.
6294  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
6295  */
6296 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6297 {
6298         struct sched_domain *child = env->sd->child;
6299         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6300         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
6301         int load_idx, prefer_sibling = 0;
6302         bool overload = false;
6303
6304         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6305                 prefer_sibling = 1;
6306
6307         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
6308
6309         do {
6310                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
6311                 int local_group;
6312
6313                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
6314                 if (local_group) {
6315                         sds->local = sg;
6316                         sgs = &sds->local_stat;
6317
6318                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
6319                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
6320                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
6321                 }
6322
6323                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
6324                                                 &overload);
6325
6326                 if (local_group)
6327                         goto next_group;
6328
6329                 /*
6330                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
6331                  * first, lower the sg capacity factor to one so that we'll try
6332                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
6333                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
6334                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity_factor. The
6335                  * extra check prevents the case where you always pull from the
6336                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
6337                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
6338                  */
6339                 if (prefer_sibling && sds->local &&
6340                     sds->local_stat.group_has_free_capacity)
6341                         sgs->group_capacity_factor = min(sgs->group_capacity_factor, 1U);
6342
6343                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
6344                         sds->busiest = sg;
6345                         sds->busiest_stat = *sgs;
6346                 }
6347
6348 next_group:
6349                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
6350                 sds->total_load += sgs->group_load;
6351                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
6352
6353                 sg = sg->next;
6354         } while (sg != env->sd->groups);
6355
6356         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
6357                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
6358
6359         if (!env->sd->parent) {
6360                 /* update overload indicator if we are at root domain */
6361                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
6362                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
6363         }
6364
6365 }
6366
6367 /**
6368  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
6369  *                      sched doman.
6370  *
6371  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
6372  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
6373  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
6374  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
6375  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
6376  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
6377  *
6378  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
6379  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
6380  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
6381  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
6382  * number.
6383  *
6384  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
6385  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
6386  *
6387  * @env: The load balancing environment.
6388  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
6389  */
6390 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6391 {
6392         int busiest_cpu;
6393
6394         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6395                 return 0;
6396
6397         if (!sds->busiest)
6398                 return 0;
6399
6400         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
6401         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
6402                 return 0;
6403
6404         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
6405                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
6406                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
6407
6408         return 1;
6409 }
6410
6411 /**
6412  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
6413  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
6414  *                      load balancing.
6415  * @env: The load balancing environment.
6416  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6417  */
6418 static inline
6419 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6420 {
6421         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
6422         unsigned int imbn = 2;
6423         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
6424         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6425
6426         local = &sds->local_stat;
6427         busiest = &sds->busiest_stat;
6428
6429         if (!local->sum_nr_running)
6430                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
6431         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
6432                 imbn = 1;
6433
6434         scaled_busy_load_per_task =
6435                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6436                 busiest->group_capacity;
6437
6438         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
6439             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
6440                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6441                 return;
6442         }
6443
6444         /*
6445          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
6446          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
6447          * moving them.
6448          */
6449
6450         capa_now += busiest->group_capacity *
6451                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
6452         capa_now += local->group_capacity *
6453                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
6454         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6455
6456         /* Amount of load we'd subtract */
6457         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
6458                 capa_move += busiest->group_capacity *
6459                             min(busiest->load_per_task,
6460                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
6461         }
6462
6463         /* Amount of load we'd add */
6464         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
6465             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
6466                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
6467                       local->group_capacity;
6468         } else {
6469                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6470                       local->group_capacity;
6471         }
6472         capa_move += local->group_capacity *
6473                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
6474         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6475
6476         /* Move if we gain throughput */
6477         if (capa_move > capa_now)
6478                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6479 }
6480
6481 /**
6482  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
6483  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
6484  * @env: load balance environment
6485  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6486  */
6487 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6488 {
6489         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
6490         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6491
6492         local = &sds->local_stat;
6493         busiest = &sds->busiest_stat;
6494
6495         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
6496                 /*
6497                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
6498                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
6499                  */
6500                 busiest->load_per_task =
6501                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
6502         }
6503
6504         /*
6505          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
6506          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
6507          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
6508          */
6509         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
6510             local->avg_load >= sds->avg_load) {
6511                 env->imbalance = 0;
6512                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6513         }
6514
6515         /*
6516          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
6517          */
6518         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
6519             local->group_type   == group_overloaded) {
6520                 load_above_capacity =
6521                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity_factor);
6522
6523                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_CAPACITY_SCALE);
6524                 load_above_capacity /= busiest->group_capacity;
6525         }
6526
6527         /*
6528          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
6529          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
6530          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
6531          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
6532          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
6533          * for the minimum possible imbalance.
6534          */
6535         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
6536
6537         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
6538         env->imbalance = min(
6539                 max_pull * busiest->group_capacity,
6540                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
6541         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
6542
6543         /*
6544          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
6545          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
6546          * a think about bumping its value to force at least one task to be
6547          * moved
6548          */
6549         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
6550                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6551 }
6552
6553 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
6554
6555 /**
6556  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
6557  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
6558  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
6559  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
6560  * such a group exists.
6561  *
6562  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
6563  * to restore balance.
6564  *
6565  * @env: The load balancing environment.
6566  *
6567  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
6568  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
6569  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
6570  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
6571  */
6572 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
6573 {
6574         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6575         struct sd_lb_stats sds;
6576
6577         init_sd_lb_stats(&sds);
6578
6579         /*
6580          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
6581          * this level.
6582          */
6583         update_sd_lb_stats(env, &sds);
6584         local = &sds.local_stat;
6585         busiest = &sds.busiest_stat;
6586
6587         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
6588             check_asym_packing(env, &sds))
6589                 return sds.busiest;
6590
6591         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
6592         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
6593                 goto out_balanced;
6594
6595         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
6596                                                 / sds.total_capacity;
6597
6598         /*
6599          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
6600          * work because they assume all things are equal, which typically
6601          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
6602          */
6603         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
6604                 goto force_balance;
6605
6606         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
6607         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_free_capacity &&
6608             !busiest->group_has_free_capacity)
6609                 goto force_balance;
6610
6611         /*
6612          * If the local group is busier than the selected busiest group
6613          * don't try and pull any tasks.
6614          */
6615         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
6616                 goto out_balanced;
6617
6618         /*
6619          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
6620          * average load.
6621          */
6622         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
6623                 goto out_balanced;
6624
6625         if (env->idle == CPU_IDLE) {
6626                 /*
6627                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
6628                  * and there is no imbalance between this and busiest group
6629                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
6630                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
6631                  * might end up to just move the imbalance on another group
6632                  */
6633                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
6634                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
6635                         goto out_balanced;
6636         } else {
6637                 /*
6638                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
6639                  * imbalance_pct to be conservative.
6640                  */
6641                 if (100 * busiest->avg_load <=
6642                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
6643                         goto out_balanced;
6644         }
6645
6646 force_balance:
6647         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
6648         calculate_imbalance(env, &sds);
6649         return sds.busiest;
6650
6651 out_balanced:
6652         env->imbalance = 0;
6653         return NULL;
6654 }
6655
6656 /*
6657  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
6658  */
6659 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
6660                                      struct sched_group *group)
6661 {
6662         struct rq *busiest = NULL, *rq;
6663         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
6664         int i;
6665
6666         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6667                 unsigned long capacity, capacity_factor, wl;
6668                 enum fbq_type rt;
6669
6670                 rq = cpu_rq(i);
6671                 rt = fbq_classify_rq(rq);
6672
6673                 /*
6674                  * We classify groups/runqueues into three groups:
6675                  *  - regular: there are !numa tasks
6676                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
6677                  *  - all:     there is no distinction
6678                  *
6679                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
6680                  * ignore those when there's better options.
6681                  *
6682                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
6683                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
6684                  * queue by moving tasks around inside the node.
6685                  *
6686                  * If we cannot move enough load due to this classification
6687                  * the next pass will adjust the group classification and
6688                  * allow migration of more tasks.
6689                  *
6690                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
6691                  */
6692                 if (rt > env->fbq_type)
6693                         continue;
6694
6695                 capacity = capacity_of(i);
6696                 capacity_factor = DIV_ROUND_CLOSEST(capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE);
6697                 if (!capacity_factor)
6698                         capacity_factor = fix_small_capacity(env->sd, group);
6699
6700                 wl = weighted_cpuload(i);
6701
6702                 /*
6703                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
6704                  * which is not scaled with the cpu capacity.
6705                  */
6706                 if (capacity_factor && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
6707                         continue;
6708
6709                 /*
6710                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6711                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
6712                  * that the load can be moved away from the cpu that is
6713                  * potentially running at a lower capacity.
6714                  *
6715                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
6716                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6717                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
6718                  * our previous maximum.
6719                  */
6720                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
6721                         busiest_load = wl;
6722                         busiest_capacity = capacity;
6723                         busiest = rq;
6724                 }
6725         }
6726
6727         return busiest;
6728 }
6729
6730 /*
6731  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6732  * so long as it is large enough.
6733  */
6734 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6735
6736 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6737 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6738
6739 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6740 {
6741         struct sched_domain *sd = env->sd;
6742
6743         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6744
6745                 /*
6746                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6747                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6748                  * lowest numbered CPUs.
6749                  */
6750                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6751                         return 1;
6752         }
6753
6754         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6755 }
6756
6757 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6758
6759 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6760 {
6761         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6762         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6763         int cpu, balance_cpu = -1;
6764
6765         /*
6766          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6767          * to do the newly idle load balance.
6768          */
6769         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6770                 return 1;
6771
6772         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6773         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6774         /* Try to find first idle cpu */
6775         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6776                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6777                         continue;
6778
6779                 balance_cpu = cpu;
6780                 break;
6781         }
6782
6783         if (balance_cpu == -1)
6784                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6785
6786         /*
6787          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6788          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6789          */
6790         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6791 }
6792
6793 /*
6794  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6795  * tasks if there is an imbalance.
6796  */
6797 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6798                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6799                         int *continue_balancing)
6800 {
6801         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6802         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6803         struct sched_group *group;
6804         struct rq *busiest;
6805         unsigned long flags;
6806         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
6807
6808         struct lb_env env = {
6809                 .sd             = sd,
6810                 .dst_cpu        = this_cpu,
6811                 .dst_rq         = this_rq,
6812                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6813                 .idle           = idle,
6814                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6815                 .cpus           = cpus,
6816                 .fbq_type       = all,
6817                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
6818         };
6819
6820         /*
6821          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6822          * other cpus in our group
6823          */
6824         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6825                 env.dst_grpmask = NULL;
6826
6827         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6828
6829         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6830
6831 redo:
6832         if (!should_we_balance(&env)) {
6833                 *continue_balancing = 0;
6834                 goto out_balanced;
6835         }
6836
6837         group = find_busiest_group(&env);
6838         if (!group) {
6839                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6840                 goto out_balanced;
6841         }
6842
6843         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6844         if (!busiest) {
6845                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6846                 goto out_balanced;
6847         }
6848
6849         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6850
6851         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6852
6853         ld_moved = 0;
6854         if (busiest->nr_running > 1) {
6855                 /*
6856                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6857                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6858                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6859                  * correctly treated as an imbalance.
6860                  */
6861                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6862                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6863                 env.src_rq    = busiest;
6864                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6865
6866 more_balance:
6867                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6868
6869                 /*
6870                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6871                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6872                  */
6873                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
6874
6875                 /*
6876                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
6877                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
6878                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
6879                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
6880                  * See task_rq_lock() family for the details.
6881                  */
6882
6883                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
6884
6885                 if (cur_ld_moved) {
6886                         attach_tasks(&env);
6887                         ld_moved += cur_ld_moved;
6888                 }
6889
6890                 local_irq_restore(flags);
6891
6892                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6893                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6894                         goto more_balance;
6895                 }
6896
6897                 /*
6898                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6899                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6900                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6901                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6902                  * sched_group.
6903                  *
6904                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6905                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6906                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6907                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6908                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6909                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6910                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6911                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6912                  * This however should not happen so much in practice and
6913                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6914                  * excess load moved.
6915                  */
6916                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6917
6918                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6919                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6920
6921                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6922                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6923                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6924                         env.loop         = 0;
6925                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6926
6927                         /*
6928                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6929                          * need to continue with same src_cpu.
6930                          */
6931                         goto more_balance;
6932                 }
6933
6934                 /*
6935                  * We failed to reach balance because of affinity.
6936                  */
6937                 if (sd_parent) {
6938                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
6939
6940                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
6941                                 *group_imbalance = 1;
6942                 }
6943
6944                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6945                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6946                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6947                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6948                                 env.loop = 0;
6949                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6950                                 goto redo;
6951                         }
6952                         goto out_all_pinned;
6953                 }
6954         }
6955
6956         if (!ld_moved) {
6957                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
6958                 /*
6959                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
6960                  * We do not want newidle balance, which can be very
6961                  * frequent, pollute the failure counter causing
6962                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
6963                  */
6964                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
6965                         sd->nr_balance_failed++;
6966
6967                 if (need_active_balance(&env)) {
6968                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6969
6970                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
6971                          * if the curr task on busiest cpu can't be
6972                          * moved to this_cpu
6973                          */
6974                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
6975                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
6976                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
6977                                                             flags);
6978                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6979                                 goto out_one_pinned;
6980                         }
6981
6982                         /*
6983                          * ->active_balance synchronizes accesses to
6984                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
6985                          * only after active load balance is finished.
6986                          */
6987                         if (!busiest->active_balance) {
6988                                 busiest->active_balance = 1;
6989                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
6990                                 active_balance = 1;
6991                         }
6992                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
6993
6994                         if (active_balance) {
6995                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
6996                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
6997                                         &busiest->active_balance_work);
6998                         }
6999
7000                         /*
7001                          * We've kicked active balancing, reset the failure
7002                          * counter.
7003                          */
7004                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
7005                 }
7006         } else
7007                 sd->nr_balance_failed = 0;
7008
7009         if (likely(!active_balance)) {
7010                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
7011                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
7012         } else {
7013                 /*
7014                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
7015                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
7016                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
7017                  * detach_tasks).
7018                  */
7019                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
7020                         sd->balance_interval *= 2;
7021         }
7022
7023         goto out;
7024
7025 out_balanced:
7026         /*
7027          * We reach balance although we may have faced some affinity
7028          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
7029          */
7030         if (sd_parent) {
7031                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
7032
7033                 if (*group_imbalance)
7034                         *group_imbalance = 0;
7035         }
7036
7037 out_all_pinned:
7038         /*
7039          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
7040          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
7041          * can try to migrate them.
7042          */
7043         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
7044
7045         sd->nr_balance_failed = 0;
7046
7047 out_one_pinned:
7048         /* tune up the balancing interval */
7049         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
7050                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
7051                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
7052                 sd->balance_interval *= 2;
7053
7054         ld_moved = 0;
7055 out:
7056         return ld_moved;
7057 }
7058
7059 static inline unsigned long
7060 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
7061 {
7062         unsigned long interval = sd->balance_interval;
7063
7064         if (cpu_busy)
7065                 interval *= sd->busy_factor;
7066
7067         /* scale ms to jiffies */
7068         interval = msecs_to_jiffies(interval);
7069         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7070
7071         return interval;
7072 }
7073
7074 static inline void
7075 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
7076 {
7077         unsigned long interval, next;
7078
7079         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
7080         next = sd->last_balance + interval;
7081
7082         if (time_after(*next_balance, next))
7083                 *next_balance = next;
7084 }
7085
7086 /*
7087  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
7088  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
7089  */
7090 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
7091 {
7092         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
7093         int this_cpu = this_rq->cpu;
7094         struct sched_domain *sd;
7095         int pulled_task = 0;
7096         u64 curr_cost = 0;
7097
7098         idle_enter_fair(this_rq);
7099
7100         /*
7101          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
7102          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
7103          */
7104         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
7105
7106         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
7107             !this_rq->rd->overload) {
7108                 rcu_read_lock();
7109                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
7110                 if (sd)
7111                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7112                 rcu_read_unlock();
7113
7114                 goto out;
7115         }
7116
7117         /*
7118          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
7119          */
7120         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
7121
7122         update_blocked_averages(this_cpu);
7123         rcu_read_lock();
7124         for_each_domain(this_cpu, sd) {
7125                 int continue_balancing = 1;
7126                 u64 t0, domain_cost;
7127
7128                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7129                         continue;
7130
7131                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
7132                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7133                         break;
7134                 }
7135
7136                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
7137                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
7138
7139                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
7140                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
7141                                                    &continue_balancing);
7142
7143                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
7144                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
7145                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
7146
7147                         curr_cost += domain_cost;
7148                 }
7149
7150                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7151
7152                 /*
7153                  * Stop searching for tasks to pull if there are
7154                  * now runnable tasks on this rq.
7155                  */
7156                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
7157                         break;
7158         }
7159         rcu_read_unlock();
7160
7161         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
7162
7163         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
7164                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
7165
7166         /*
7167          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
7168          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
7169          * pretend we pulled a task.
7170          */
7171         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
7172                 pulled_task = 1;
7173
7174 out:
7175         /* Move the next balance forward */
7176         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
7177                 this_rq->next_balance = next_balance;
7178
7179         /* Is there a task of a high priority class? */
7180         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
7181                 pulled_task = -1;
7182
7183         if (pulled_task) {
7184                 idle_exit_fair(this_rq);
7185                 this_rq->idle_stamp = 0;
7186         }
7187
7188         return pulled_task;
7189 }
7190
7191 /*
7192  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
7193  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
7194  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
7195  * avoids physical / logical imbalances.
7196  */
7197 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
7198 {
7199         struct rq *busiest_rq = data;
7200         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
7201         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
7202         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
7203         struct sched_domain *sd;
7204         struct task_struct *p = NULL;
7205
7206         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
7207
7208         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
7209         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
7210                      !busiest_rq->active_balance))
7211                 goto out_unlock;
7212
7213         /* Is there any task to move? */
7214         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
7215                 goto out_unlock;
7216
7217         /*
7218          * This condition is "impossible", if it occurs
7219          * we need to fix it. Originally reported by
7220          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
7221          */
7222         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
7223
7224         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
7225         rcu_read_lock();
7226         for_each_domain(target_cpu, sd) {
7227                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
7228                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
7229                                 break;
7230         }
7231
7232         if (likely(sd)) {
7233                 struct lb_env env = {
7234                         .sd             = sd,
7235                         .dst_cpu        = target_cpu,
7236                         .dst_rq         = target_rq,
7237                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
7238                         .src_rq         = busiest_rq,
7239                         .idle           = CPU_IDLE,
7240                 };
7241
7242                 schedstat_inc(sd, alb_count);
7243
7244                 p = detach_one_task(&env);
7245                 if (p)
7246                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
7247                 else
7248                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
7249         }
7250         rcu_read_unlock();
7251 out_unlock:
7252         busiest_rq->active_balance = 0;
7253         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
7254
7255         if (p)
7256                 attach_one_task(target_rq, p);
7257
7258         local_irq_enable();
7259
7260         return 0;
7261 }
7262
7263 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
7264 {
7265         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
7266 }
7267
7268 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7269 /*
7270  * idle load balancing details
7271  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
7272  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
7273  *   load balancing for all the idle CPUs.
7274  */
7275 static struct {
7276         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
7277         atomic_t nr_cpus;
7278         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
7279 } nohz ____cacheline_aligned;
7280
7281 static inline int find_new_ilb(void)
7282 {
7283         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
7284
7285         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
7286                 return ilb;
7287
7288         return nr_cpu_ids;
7289 }
7290
7291 /*
7292  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
7293  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
7294  * CPU (if there is one).
7295  */
7296 static void nohz_balancer_kick(void)
7297 {
7298         int ilb_cpu;
7299
7300         nohz.next_balance++;
7301
7302         ilb_cpu = find_new_ilb();
7303
7304         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
7305                 return;
7306
7307         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
7308                 return;
7309         /*
7310          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
7311          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
7312          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
7313          * will be run before returning from the IPI.
7314          */
7315         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
7316         return;
7317 }
7318
7319 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
7320 {
7321         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
7322                 /*
7323                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
7324                  */
7325                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
7326                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7327                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
7328                 }
7329                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7330         }
7331 }
7332
7333 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
7334 {
7335         struct sched_domain *sd;
7336         int cpu = smp_processor_id();
7337
7338         rcu_read_lock();
7339         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7340
7341         if (!sd || !sd->nohz_idle)
7342                 goto unlock;
7343         sd->nohz_idle = 0;
7344
7345         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7346 unlock:
7347         rcu_read_unlock();
7348 }
7349
7350 void set_cpu_sd_state_idle(void)
7351 {
7352         struct sched_domain *sd;
7353         int cpu = smp_processor_id();
7354
7355         rcu_read_lock();
7356         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7357
7358         if (!sd || sd->nohz_idle)
7359                 goto unlock;
7360         sd->nohz_idle = 1;
7361
7362         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7363 unlock:
7364         rcu_read_unlock();
7365 }
7366
7367 /*
7368  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
7369  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
7370  */
7371 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
7372 {
7373         /*
7374          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
7375          */
7376         if (!cpu_active(cpu))
7377                 return;
7378
7379         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
7380                 return;
7381
7382         /*
7383          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
7384          */
7385         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
7386                 return;
7387
7388         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7389         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
7390         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7391 }
7392
7393 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
7394                                         unsigned long action, void *hcpu)
7395 {
7396         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
7397         case CPU_DYING:
7398                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
7399                 return NOTIFY_OK;
7400         default:
7401                 return NOTIFY_DONE;
7402         }
7403 }
7404 #endif
7405
7406 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
7407
7408 /*
7409  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
7410  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
7411  */
7412 void update_max_interval(void)
7413 {
7414         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
7415 }
7416
7417 /*
7418  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
7419  * and initiates a balancing operation if so.
7420  *
7421  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
7422  */
7423 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
7424 {
7425         int continue_balancing = 1;
7426         int cpu = rq->cpu;
7427         unsigned long interval;
7428         struct sched_domain *sd;
7429         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
7430         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
7431         int update_next_balance = 0;
7432         int need_serialize, need_decay = 0;
7433         u64 max_cost = 0;
7434
7435         update_blocked_averages(cpu);
7436
7437         rcu_read_lock();
7438         for_each_domain(cpu, sd) {
7439                 /*
7440                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
7441                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
7442                  */
7443                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
7444                         sd->max_newidle_lb_cost =
7445                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
7446                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
7447                         need_decay = 1;
7448                 }
7449                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
7450
7451                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7452                         continue;
7453
7454                 /*
7455                  * Stop the load balance at this level. There is another
7456                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
7457                  * actively.
7458                  */
7459                 if (!continue_balancing) {
7460                         if (need_decay)
7461                                 continue;
7462                         break;
7463                 }
7464
7465                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7466
7467                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
7468                 if (need_serialize) {
7469                         if (!spin_trylock(&balancing))
7470                                 goto out;
7471                 }
7472
7473                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
7474                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
7475                                 /*
7476                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
7477                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
7478                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
7479                                  */
7480                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7481                         }
7482                         sd->last_balance = jiffies;
7483                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7484                 }
7485                 if (need_serialize)
7486                         spin_unlock(&balancing);
7487 out:
7488                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
7489                         next_balance = sd->last_balance + interval;
7490                         update_next_balance = 1;
7491                 }
7492         }
7493         if (need_decay) {
7494                 /*
7495                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
7496                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
7497                  */
7498                 rq->max_idle_balance_cost =
7499                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
7500         }
7501         rcu_read_unlock();
7502
7503         /*
7504          * next_balance will be updated only when there is a need.
7505          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
7506          * updated.
7507          */
7508         if (likely(update_next_balance))
7509                 rq->next_balance = next_balance;
7510 }
7511
7512 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7513 /*
7514  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
7515  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
7516  */
7517 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
7518 {
7519         int this_cpu = this_rq->cpu;
7520         struct rq *rq;
7521         int balance_cpu;
7522
7523         if (idle != CPU_IDLE ||
7524             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
7525                 goto end;
7526
7527         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
7528                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
7529                         continue;
7530
7531                 /*
7532                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
7533                  * work being done for other cpus. Next load
7534                  * balancing owner will pick it up.
7535                  */
7536                 if (need_resched())
7537                         break;
7538
7539                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
7540
7541                 /*
7542                  * If time for next balance is due,
7543                  * do the balance.
7544                  */
7545                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
7546                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7547                         update_rq_clock(rq);
7548                         update_idle_cpu_load(rq);
7549                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7550                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
7551                 }
7552
7553                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
7554                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
7555         }
7556         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
7557 end:
7558         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
7559 }
7560
7561 /*
7562  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
7563  * of an idle cpu is the system.
7564  *   - This rq has more than one task.
7565  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
7566  *     busy cpu's exceeding the group's capacity.
7567  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
7568  *     domain span are idle.
7569  */
7570 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq)
7571 {
7572         unsigned long now = jiffies;
7573         struct sched_domain *sd;
7574         struct sched_group_capacity *sgc;
7575         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
7576
7577         if (unlikely(rq->idle_balance))
7578                 return 0;
7579
7580        /*
7581         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
7582         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
7583         */
7584         set_cpu_sd_state_busy();
7585         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7586
7587         /*
7588          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
7589          * balancing.
7590          */
7591         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
7592                 return 0;
7593
7594         if (time_before(now, nohz.next_balance))
7595                 return 0;
7596
7597         if (rq->nr_running >= 2)
7598                 goto need_kick;
7599
7600         rcu_read_lock();
7601         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7602
7603         if (sd) {
7604                 sgc = sd->groups->sgc;
7605                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
7606
7607                 if (nr_busy > 1)
7608                         goto need_kick_unlock;
7609         }
7610
7611         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
7612
7613         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
7614                                   sched_domain_span(sd)) < cpu))
7615                 goto need_kick_unlock;
7616
7617         rcu_read_unlock();
7618         return 0;
7619
7620 need_kick_unlock:
7621         rcu_read_unlock();
7622 need_kick:
7623         return 1;
7624 }
7625 #else
7626 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
7627 #endif
7628
7629 /*
7630  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
7631  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
7632  */
7633 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
7634 {
7635         struct rq *this_rq = this_rq();
7636         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
7637                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7638
7639         rebalance_domains(this_rq, idle);
7640
7641         /*
7642          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
7643          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
7644          * stopped.
7645          */
7646         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
7647 }
7648
7649 /*
7650  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
7651  */
7652 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
7653 {
7654         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
7655         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
7656                 return;
7657
7658         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
7659                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
7660 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7661         if (nohz_kick_needed(rq))
7662                 nohz_balancer_kick();
7663 #endif
7664 }
7665
7666 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
7667 {
7668         update_sysctl();
7669
7670         update_runtime_enabled(rq);
7671 }
7672
7673 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
7674 {
7675         update_sysctl();
7676
7677         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
7678         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
7679 }
7680
7681 #endif /* CONFIG_SMP */
7682
7683 /*
7684  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
7685  */
7686 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
7687 {
7688         struct cfs_rq *cfs_rq;
7689         struct sched_entity *se = &curr->se;
7690
7691         for_each_sched_entity(se) {
7692                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7693                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
7694         }
7695
7696         if (numabalancing_enabled)
7697                 task_tick_numa(rq, curr);
7698
7699         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
7700 }
7701
7702 /*
7703  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
7704  *  - child not yet on the tasklist
7705  *  - preemption disabled
7706  */
7707 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
7708 {
7709         struct cfs_rq *cfs_rq;
7710         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
7711         int this_cpu = smp_processor_id();
7712         struct rq *rq = this_rq();
7713         unsigned long flags;
7714
7715         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7716
7717         update_rq_clock(rq);
7718
7719         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
7720         curr = cfs_rq->curr;
7721
7722         /*
7723          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
7724          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
7725          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
7726          * of child point to valid ones.
7727          */
7728         rcu_read_lock();
7729         __set_task_cpu(p, this_cpu);
7730         rcu_read_unlock();
7731
7732         update_curr(cfs_rq);
7733
7734         if (curr)
7735                 se->vruntime = curr->vruntime;
7736         place_entity(cfs_rq, se, 1);
7737
7738         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
7739                 /*
7740                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
7741                  * 'current' within the tree based on its new key value.
7742                  */
7743                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
7744                 resched_curr(rq);
7745         }
7746
7747         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7748
7749         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7750 }
7751
7752 /*
7753  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
7754  * the current task.
7755  */
7756 static void
7757 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
7758 {
7759         if (!task_on_rq_queued(p))
7760                 return;
7761
7762         /*
7763          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
7764          * our priority decreased, or if we are not currently running on
7765          * this runqueue and our priority is higher than the current's
7766          */
7767         if (rq->curr == p) {
7768                 if (p->prio > oldprio)
7769                         resched_curr(rq);
7770         } else
7771                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7772 }
7773
7774 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7775 {
7776         struct sched_entity *se = &p->se;
7777         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7778
7779         /*
7780          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when it's
7781          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
7782          * do the right thing.
7783          *
7784          * If it's queued, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
7785          * have normalized the vruntime, if it's !queued, then only when
7786          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
7787          */
7788         if (!task_on_rq_queued(p) && p->state != TASK_RUNNING) {
7789                 /*
7790                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
7791                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
7792                  */
7793                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
7794                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7795         }
7796
7797 #ifdef CONFIG_SMP
7798         /*
7799         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
7800         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
7801         * switch back.
7802         */
7803         if (se->avg.decay_count) {
7804                 __synchronize_entity_decay(se);
7805                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
7806         }
7807 #endif
7808 }
7809
7810 /*
7811  * We switched to the sched_fair class.
7812  */
7813 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7814 {
7815 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7816         struct sched_entity *se = &p->se;
7817         /*
7818          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
7819          * class maintain depth value), reset depth properly.
7820          */
7821         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7822 #endif
7823         if (!task_on_rq_queued(p))
7824                 return;
7825
7826         /*
7827          * We were most likely switched from sched_rt, so
7828          * kick off the schedule if running, otherwise just see
7829          * if we can still preempt the current task.
7830          */
7831         if (rq->curr == p)
7832                 resched_curr(rq);
7833         else
7834                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7835 }
7836
7837 /* Account for a task changing its policy or group.
7838  *
7839  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
7840  * migrates between groups/classes.
7841  */
7842 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
7843 {
7844         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
7845
7846         for_each_sched_entity(se) {
7847                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7848
7849                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7850                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
7851                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
7852         }
7853 }
7854
7855 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7856 {
7857         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7858         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7859 #ifndef CONFIG_64BIT
7860         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7861 #endif
7862 #ifdef CONFIG_SMP
7863         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
7864         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
7865 #endif
7866 }
7867
7868 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7869 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int queued)
7870 {
7871         struct sched_entity *se = &p->se;
7872         struct cfs_rq *cfs_rq;
7873
7874         /*
7875          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7876          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7877          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7878          * bonus in place_entity()).
7879          *
7880          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7881          * ->vruntime to a relative base.
7882          *
7883          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7884          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7885          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7886          */
7887         /*
7888          * When !queued, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7889          * But there are some cases where it has already been normalized:
7890          *
7891          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7892          *   wake_up_new_task().
7893          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7894          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7895          *
7896          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7897          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7898          */
7899         if (!queued && (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7900                 queued = 1;
7901
7902         if (!queued)
7903                 se->vruntime -= cfs_rq_of(se)->min_vruntime;
7904         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7905         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7906         if (!queued) {
7907                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7908                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7909 #ifdef CONFIG_SMP
7910                 /*
7911                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
7912                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
7913                  * decay.
7914                  */
7915                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
7916                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
7917 #endif
7918         }
7919 }
7920
7921 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
7922 {
7923         int i;
7924
7925         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7926
7927         for_each_possible_cpu(i) {
7928                 if (tg->cfs_rq)
7929                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
7930                 if (tg->se)
7931                         kfree(tg->se[i]);
7932         }
7933
7934         kfree(tg->cfs_rq);
7935         kfree(tg->se);
7936 }
7937
7938 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7939 {
7940         struct cfs_rq *cfs_rq;
7941         struct sched_entity *se;
7942         int i;
7943
7944         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7945         if (!tg->cfs_rq)
7946                 goto err;
7947         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7948         if (!tg->se)
7949                 goto err;
7950
7951         tg->shares = NICE_0_LOAD;
7952
7953         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7954
7955         for_each_possible_cpu(i) {
7956                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
7957                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7958                 if (!cfs_rq)
7959                         goto err;
7960
7961                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
7962                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7963                 if (!se)
7964                         goto err_free_rq;
7965
7966                 init_cfs_rq(cfs_rq);
7967                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
7968         }
7969
7970         return 1;
7971
7972 err_free_rq:
7973         kfree(cfs_rq);
7974 err:
7975         return 0;
7976 }
7977
7978 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
7979 {
7980         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7981         unsigned long flags;
7982
7983         /*
7984         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
7985         * check on_list without danger of it being re-added.
7986         */
7987         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
7988                 return;
7989
7990         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7991         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
7992         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7993 }
7994
7995 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
7996                         struct sched_entity *se, int cpu,
7997                         struct sched_entity *parent)
7998 {
7999         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8000
8001         cfs_rq->tg = tg;
8002         cfs_rq->rq = rq;
8003         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
8004
8005         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
8006         tg->se[cpu] = se;
8007
8008         /* se could be NULL for root_task_group */
8009         if (!se)
8010                 return;
8011
8012         if (!parent) {
8013                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
8014                 se->depth = 0;
8015         } else {
8016                 se->cfs_rq = parent->my_q;
8017                 se->depth = parent->depth + 1;
8018         }
8019
8020         se->my_q = cfs_rq;
8021         /* guarantee group entities always have weight */
8022         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
8023         se->parent = parent;
8024 }
8025
8026 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
8027
8028 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
8029 {
8030         int i;
8031         unsigned long flags;
8032
8033         /*
8034          * We can't change the weight of the root cgroup.
8035          */
8036         if (!tg->se[0])
8037                 return -EINVAL;
8038
8039         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
8040
8041         mutex_lock(&shares_mutex);
8042         if (tg->shares == shares)
8043                 goto done;
8044
8045         tg->shares = shares;
8046         for_each_possible_cpu(i) {
8047                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8048                 struct sched_entity *se;
8049
8050                 se = tg->se[i];
8051                 /* Propagate contribution to hierarchy */
8052                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8053
8054                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
8055                 update_rq_clock(rq);
8056                 for_each_sched_entity(se)
8057                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
8058                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8059         }
8060
8061 done:
8062         mutex_unlock(&shares_mutex);
8063         return 0;
8064 }
8065 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8066
8067 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
8068
8069 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8070 {
8071         return 1;
8072 }
8073
8074 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
8075
8076 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8077
8078
8079 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
8080 {
8081         struct sched_entity *se = &task->se;
8082         unsigned int rr_interval = 0;
8083
8084         /*
8085          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
8086          * idle runqueue:
8087          */
8088         if (rq->cfs.load.weight)
8089                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
8090
8091         return rr_interval;
8092 }
8093
8094 /*
8095  * All the scheduling class methods:
8096  */
8097 const struct sched_class fair_sched_class = {
8098         .next                   = &idle_sched_class,
8099         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
8100         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
8101         .yield_task             = yield_task_fair,
8102         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
8103
8104         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
8105
8106         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
8107         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
8108
8109 #ifdef CONFIG_SMP
8110         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
8111         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
8112
8113         .rq_online              = rq_online_fair,
8114         .rq_offline             = rq_offline_fair,
8115
8116         .task_waking            = task_waking_fair,
8117 #endif
8118
8119         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
8120         .task_tick              = task_tick_fair,
8121         .task_fork              = task_fork_fair,
8122
8123         .prio_changed           = prio_changed_fair,
8124         .switched_from          = switched_from_fair,
8125         .switched_to            = switched_to_fair,
8126
8127         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
8128
8129 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8130         .task_move_group        = task_move_group_fair,
8131 #endif
8132 };
8133
8134 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8135 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
8136 {
8137         struct cfs_rq *cfs_rq;
8138
8139         rcu_read_lock();
8140         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
8141                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
8142         rcu_read_unlock();
8143 }
8144 #endif
8145
8146 __init void init_sched_fair_class(void)
8147 {
8148 #ifdef CONFIG_SMP
8149         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
8150
8151 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8152         nohz.next_balance = jiffies;
8153         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
8154         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
8155 #endif
8156 #endif /* SMP */
8157
8158 }