sched: Make default_scale_freq_power() static
[pandora-kernel.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/profile.h>
28 #include <linux/interrupt.h>
29 #include <linux/mempolicy.h>
30 #include <linux/migrate.h>
31 #include <linux/task_work.h>
32
33 #include <trace/events/sched.h>
34
35 #include "sched.h"
36
37 /*
38  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
39  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
40  *
41  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
42  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
43  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
44  * based scheduling concepts.
45  *
46  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
47  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
48  */
49 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
50 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51
52 /*
53  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
54  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
55  *
56  * Options are:
57  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
58  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
60  */
61 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
62         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
63
64 /*
65  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
66  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
69 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70
71 /*
72  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
73  */
74 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
75
76 /*
77  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
78  * parent will (try to) run first.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
81
82 /*
83  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
84  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
85  *
86  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
87  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
88  * have immediate wakeup/sleep latencies.
89  */
90 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
91 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92
93 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
94
95 /*
96  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
97  * distribution.
98  * (default: 10msec)
99  */
100 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
101
102 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
103 /*
104  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
105  * each time a cfs_rq requests quota.
106  *
107  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
108  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
109  * we will always only issue the remaining available time.
110  *
111  * default: 5 msec, units: microseconds
112   */
113 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
114 #endif
115
116 /*
117  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
118  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
119  * to users decreases. But the relationship is not linear,
120  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
121  * number of CPUs.
122  *
123  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
124  */
125 static int get_update_sysctl_factor(void)
126 {
127         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
128         unsigned int factor;
129
130         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
131         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
132                 factor = 1;
133                 break;
134         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
135                 factor = cpus;
136                 break;
137         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
138         default:
139                 factor = 1 + ilog2(cpus);
140                 break;
141         }
142
143         return factor;
144 }
145
146 static void update_sysctl(void)
147 {
148         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
149
150 #define SET_SYSCTL(name) \
151         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
152         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
153         SET_SYSCTL(sched_latency);
154         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
155 #undef SET_SYSCTL
156 }
157
158 void sched_init_granularity(void)
159 {
160         update_sysctl();
161 }
162
163 #if BITS_PER_LONG == 32
164 # define WMULT_CONST    (~0UL)
165 #else
166 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
167 #endif
168
169 #define WMULT_SHIFT     32
170
171 /*
172  * Shift right and round:
173  */
174 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
175
176 /*
177  * delta *= weight / lw
178  */
179 static unsigned long
180 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
181                 struct load_weight *lw)
182 {
183         u64 tmp;
184
185         /*
186          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
187          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
188          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
189          */
190         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
191                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
192         else
193                 tmp = (u64)delta_exec;
194
195         if (!lw->inv_weight) {
196                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
197
198                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
199                         lw->inv_weight = 1;
200                 else if (unlikely(!w))
201                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
202                 else
203                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
204         }
205
206         /*
207          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
208          */
209         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
210                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
211                         WMULT_SHIFT/2);
212         else
213                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
214
215         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
216 }
217
218
219 const struct sched_class fair_sched_class;
220
221 /**************************************************************
222  * CFS operations on generic schedulable entities:
223  */
224
225 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
226
227 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
228 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
229 {
230         return cfs_rq->rq;
231 }
232
233 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
234 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
235
236 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
237 {
238 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
239         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
240 #endif
241         return container_of(se, struct task_struct, se);
242 }
243
244 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
245 #define for_each_sched_entity(se) \
246                 for (; se; se = se->parent)
247
248 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
249 {
250         return p->se.cfs_rq;
251 }
252
253 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
254 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
255 {
256         return se->cfs_rq;
257 }
258
259 /* runqueue "owned" by this group */
260 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
261 {
262         return grp->my_q;
263 }
264
265 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
266                                        int force_update);
267
268 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
269 {
270         if (!cfs_rq->on_list) {
271                 /*
272                  * Ensure we either appear before our parent (if already
273                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
274                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
275                  * reduces this to two cases.
276                  */
277                 if (cfs_rq->tg->parent &&
278                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
279                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
280                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
281                 } else {
282                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
283                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
284                 }
285
286                 cfs_rq->on_list = 1;
287                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
288                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
289         }
290 }
291
292 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
293 {
294         if (cfs_rq->on_list) {
295                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
296                 cfs_rq->on_list = 0;
297         }
298 }
299
300 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
301 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
302         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
303
304 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
305 static inline int
306 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
307 {
308         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
309                 return 1;
310
311         return 0;
312 }
313
314 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
315 {
316         return se->parent;
317 }
318
319 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
320 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
321 {
322         int depth = 0;
323
324         for_each_sched_entity(se)
325                 depth++;
326
327         return depth;
328 }
329
330 static void
331 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
332 {
333         int se_depth, pse_depth;
334
335         /*
336          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
337          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
338          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
339          * parent.
340          */
341
342         /* First walk up until both entities are at same depth */
343         se_depth = depth_se(*se);
344         pse_depth = depth_se(*pse);
345
346         while (se_depth > pse_depth) {
347                 se_depth--;
348                 *se = parent_entity(*se);
349         }
350
351         while (pse_depth > se_depth) {
352                 pse_depth--;
353                 *pse = parent_entity(*pse);
354         }
355
356         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
357                 *se = parent_entity(*se);
358                 *pse = parent_entity(*pse);
359         }
360 }
361
362 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
363
364 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
365 {
366         return container_of(se, struct task_struct, se);
367 }
368
369 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
370 {
371         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
372 }
373
374 #define entity_is_task(se)      1
375
376 #define for_each_sched_entity(se) \
377                 for (; se; se = NULL)
378
379 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
380 {
381         return &task_rq(p)->cfs;
382 }
383
384 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
385 {
386         struct task_struct *p = task_of(se);
387         struct rq *rq = task_rq(p);
388
389         return &rq->cfs;
390 }
391
392 /* runqueue "owned" by this group */
393 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
394 {
395         return NULL;
396 }
397
398 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
399 {
400 }
401
402 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
403 {
404 }
405
406 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
407                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
408
409 static inline int
410 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
411 {
412         return 1;
413 }
414
415 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
416 {
417         return NULL;
418 }
419
420 static inline void
421 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
422 {
423 }
424
425 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
426
427 static __always_inline
428 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec);
429
430 /**************************************************************
431  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
432  */
433
434 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
435 {
436         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
437         if (delta > 0)
438                 min_vruntime = vruntime;
439
440         return min_vruntime;
441 }
442
443 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
444 {
445         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
446         if (delta < 0)
447                 min_vruntime = vruntime;
448
449         return min_vruntime;
450 }
451
452 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
453                                 struct sched_entity *b)
454 {
455         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
456 }
457
458 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
459 {
460         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
461
462         if (cfs_rq->curr)
463                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
464
465         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
466                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
467                                                    struct sched_entity,
468                                                    run_node);
469
470                 if (!cfs_rq->curr)
471                         vruntime = se->vruntime;
472                 else
473                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
474         }
475
476         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
477 #ifndef CONFIG_64BIT
478         smp_wmb();
479         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
480 #endif
481 }
482
483 /*
484  * Enqueue an entity into the rb-tree:
485  */
486 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
487 {
488         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
489         struct rb_node *parent = NULL;
490         struct sched_entity *entry;
491         int leftmost = 1;
492
493         /*
494          * Find the right place in the rbtree:
495          */
496         while (*link) {
497                 parent = *link;
498                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
499                 /*
500                  * We dont care about collisions. Nodes with
501                  * the same key stay together.
502                  */
503                 if (entity_before(se, entry)) {
504                         link = &parent->rb_left;
505                 } else {
506                         link = &parent->rb_right;
507                         leftmost = 0;
508                 }
509         }
510
511         /*
512          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
513          * used):
514          */
515         if (leftmost)
516                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
517
518         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
519         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
520 }
521
522 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
523 {
524         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
525                 struct rb_node *next_node;
526
527                 next_node = rb_next(&se->run_node);
528                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
529         }
530
531         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
532 }
533
534 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
535 {
536         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
537
538         if (!left)
539                 return NULL;
540
541         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
542 }
543
544 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
545 {
546         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
547
548         if (!next)
549                 return NULL;
550
551         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
552 }
553
554 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
555 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
556 {
557         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
558
559         if (!last)
560                 return NULL;
561
562         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
563 }
564
565 /**************************************************************
566  * Scheduling class statistics methods:
567  */
568
569 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
570                 void __user *buffer, size_t *lenp,
571                 loff_t *ppos)
572 {
573         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
574         int factor = get_update_sysctl_factor();
575
576         if (ret || !write)
577                 return ret;
578
579         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
580                                         sysctl_sched_min_granularity);
581
582 #define WRT_SYSCTL(name) \
583         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
584         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
585         WRT_SYSCTL(sched_latency);
586         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
587 #undef WRT_SYSCTL
588
589         return 0;
590 }
591 #endif
592
593 /*
594  * delta /= w
595  */
596 static inline unsigned long
597 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
598 {
599         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
600                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
601
602         return delta;
603 }
604
605 /*
606  * The idea is to set a period in which each task runs once.
607  *
608  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
609  * this period because otherwise the slices get too small.
610  *
611  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
612  */
613 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
614 {
615         u64 period = sysctl_sched_latency;
616         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
617
618         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
619                 period = sysctl_sched_min_granularity;
620                 period *= nr_running;
621         }
622
623         return period;
624 }
625
626 /*
627  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
628  * proportional to the weight.
629  *
630  * s = p*P[w/rw]
631  */
632 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
633 {
634         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
635
636         for_each_sched_entity(se) {
637                 struct load_weight *load;
638                 struct load_weight lw;
639
640                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
641                 load = &cfs_rq->load;
642
643                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
644                         lw = cfs_rq->load;
645
646                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
647                         load = &lw;
648                 }
649                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
650         }
651         return slice;
652 }
653
654 /*
655  * We calculate the vruntime slice of a to be inserted task
656  *
657  * vs = s/w
658  */
659 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
660 {
661         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
662 }
663
664 /*
665  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
666  * are not in our scheduling class.
667  */
668 static inline void
669 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
670               unsigned long delta_exec)
671 {
672         unsigned long delta_exec_weighted;
673
674         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
675                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
676
677         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
678         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
679         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
680
681         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
682         update_min_vruntime(cfs_rq);
683 }
684
685 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
686 {
687         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
688         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
689         unsigned long delta_exec;
690
691         if (unlikely(!curr))
692                 return;
693
694         /*
695          * Get the amount of time the current task was running
696          * since the last time we changed load (this cannot
697          * overflow on 32 bits):
698          */
699         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
700         if (!delta_exec)
701                 return;
702
703         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
704         curr->exec_start = now;
705
706         if (entity_is_task(curr)) {
707                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
708
709                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
710                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
711                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
712         }
713
714         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
715 }
716
717 static inline void
718 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
719 {
720         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
721 }
722
723 /*
724  * Task is being enqueued - update stats:
725  */
726 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
727 {
728         /*
729          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
730          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
731          */
732         if (se != cfs_rq->curr)
733                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
734 }
735
736 static void
737 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
738 {
739         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
740                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
741         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
742         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
743                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
744 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
745         if (entity_is_task(se)) {
746                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
747                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
748         }
749 #endif
750         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
751 }
752
753 static inline void
754 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
755 {
756         /*
757          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
758          * waiting task:
759          */
760         if (se != cfs_rq->curr)
761                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
762 }
763
764 /*
765  * We are picking a new current task - update its stats:
766  */
767 static inline void
768 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
769 {
770         /*
771          * We are starting a new run period:
772          */
773         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
774 }
775
776 /**************************************************
777  * Scheduling class queueing methods:
778  */
779
780 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
781 /*
782  * numa task sample period in ms
783  */
784 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 100;
785 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 100*50;
786 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_reset = 100*600;
787
788 /* Portion of address space to scan in MB */
789 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
790
791 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
792 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
793
794 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
795 {
796         int seq;
797
798         if (!p->mm)     /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
799                 return;
800         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
801         if (p->numa_scan_seq == seq)
802                 return;
803         p->numa_scan_seq = seq;
804
805         /* FIXME: Scheduling placement policy hints go here */
806 }
807
808 /*
809  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
810  */
811 void task_numa_fault(int node, int pages, bool migrated)
812 {
813         struct task_struct *p = current;
814
815         if (!sched_feat_numa(NUMA))
816                 return;
817
818         /* FIXME: Allocate task-specific structure for placement policy here */
819
820         /*
821          * If pages are properly placed (did not migrate) then scan slower.
822          * This is reset periodically in case of phase changes
823          */
824         if (!migrated)
825                 p->numa_scan_period = min(sysctl_numa_balancing_scan_period_max,
826                         p->numa_scan_period + jiffies_to_msecs(10));
827
828         task_numa_placement(p);
829 }
830
831 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
832 {
833         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
834         p->mm->numa_scan_offset = 0;
835 }
836
837 /*
838  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
839  * Triggered from task_tick_numa().
840  */
841 void task_numa_work(struct callback_head *work)
842 {
843         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
844         struct task_struct *p = current;
845         struct mm_struct *mm = p->mm;
846         struct vm_area_struct *vma;
847         unsigned long start, end;
848         long pages;
849
850         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
851
852         work->next = work; /* protect against double add */
853         /*
854          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
855          *
856          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
857          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
858          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
859          * work.
860          */
861         if (p->flags & PF_EXITING)
862                 return;
863
864         /*
865          * We do not care about task placement until a task runs on a node
866          * other than the first one used by the address space. This is
867          * largely because migrations are driven by what CPU the task
868          * is running on. If it's never scheduled on another node, it'll
869          * not migrate so why bother trapping the fault.
870          */
871         if (mm->first_nid == NUMA_PTE_SCAN_INIT)
872                 mm->first_nid = numa_node_id();
873         if (mm->first_nid != NUMA_PTE_SCAN_ACTIVE) {
874                 /* Are we running on a new node yet? */
875                 if (numa_node_id() == mm->first_nid &&
876                     !sched_feat_numa(NUMA_FORCE))
877                         return;
878
879                 mm->first_nid = NUMA_PTE_SCAN_ACTIVE;
880         }
881
882         /*
883          * Reset the scan period if enough time has gone by. Objective is that
884          * scanning will be reduced if pages are properly placed. As tasks
885          * can enter different phases this needs to be re-examined. Lacking
886          * proper tracking of reference behaviour, this blunt hammer is used.
887          */
888         migrate = mm->numa_next_reset;
889         if (time_after(now, migrate)) {
890                 p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_min;
891                 next_scan = now + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_period_reset);
892                 xchg(&mm->numa_next_reset, next_scan);
893         }
894
895         /*
896          * Enforce maximal scan/migration frequency..
897          */
898         migrate = mm->numa_next_scan;
899         if (time_before(now, migrate))
900                 return;
901
902         if (p->numa_scan_period == 0)
903                 p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_min;
904
905         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
906         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
907                 return;
908
909         /*
910          * Do not set pte_numa if the current running node is rate-limited.
911          * This loses statistics on the fault but if we are unwilling to
912          * migrate to this node, it is less likely we can do useful work
913          */
914         if (migrate_ratelimited(numa_node_id()))
915                 return;
916
917         start = mm->numa_scan_offset;
918         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
919         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
920         if (!pages)
921                 return;
922
923         down_read(&mm->mmap_sem);
924         vma = find_vma(mm, start);
925         if (!vma) {
926                 reset_ptenuma_scan(p);
927                 start = 0;
928                 vma = mm->mmap;
929         }
930         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
931                 if (!vma_migratable(vma))
932                         continue;
933
934                 /* Skip small VMAs. They are not likely to be of relevance */
935                 if (vma->vm_end - vma->vm_start < HPAGE_SIZE)
936                         continue;
937
938                 do {
939                         start = max(start, vma->vm_start);
940                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
941                         end = min(end, vma->vm_end);
942                         pages -= change_prot_numa(vma, start, end);
943
944                         start = end;
945                         if (pages <= 0)
946                                 goto out;
947                 } while (end != vma->vm_end);
948         }
949
950 out:
951         /*
952          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few VMAs are
953          * not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we would find the
954          * !migratable VMA on the next scan but not reset the scanner to the start
955          * so check it now.
956          */
957         if (vma)
958                 mm->numa_scan_offset = start;
959         else
960                 reset_ptenuma_scan(p);
961         up_read(&mm->mmap_sem);
962 }
963
964 /*
965  * Drive the periodic memory faults..
966  */
967 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
968 {
969         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
970         u64 period, now;
971
972         /*
973          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
974          */
975         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
976                 return;
977
978         /*
979          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
980          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
981          * task needs to have done some actual work before we bother with
982          * NUMA placement.
983          */
984         now = curr->se.sum_exec_runtime;
985         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
986
987         if (now - curr->node_stamp > period) {
988                 if (!curr->node_stamp)
989                         curr->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_min;
990                 curr->node_stamp = now;
991
992                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
993                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
994                         task_work_add(curr, work, true);
995                 }
996         }
997 }
998 #else
999 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1000 {
1001 }
1002 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1003
1004 static void
1005 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1006 {
1007         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1008         if (!parent_entity(se))
1009                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1010 #ifdef CONFIG_SMP
1011         if (entity_is_task(se))
1012                 list_add(&se->group_node, &rq_of(cfs_rq)->cfs_tasks);
1013 #endif
1014         cfs_rq->nr_running++;
1015 }
1016
1017 static void
1018 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1019 {
1020         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1021         if (!parent_entity(se))
1022                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1023         if (entity_is_task(se))
1024                 list_del_init(&se->group_node);
1025         cfs_rq->nr_running--;
1026 }
1027
1028 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1029 # ifdef CONFIG_SMP
1030 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
1031 {
1032         long tg_weight;
1033
1034         /*
1035          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
1036          * to gain a more accurate current total weight. See
1037          * update_cfs_rq_load_contribution().
1038          */
1039         tg_weight = atomic64_read(&tg->load_avg);
1040         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1041         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
1042
1043         return tg_weight;
1044 }
1045
1046 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1047 {
1048         long tg_weight, load, shares;
1049
1050         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
1051         load = cfs_rq->load.weight;
1052
1053         shares = (tg->shares * load);
1054         if (tg_weight)
1055                 shares /= tg_weight;
1056
1057         if (shares < MIN_SHARES)
1058                 shares = MIN_SHARES;
1059         if (shares > tg->shares)
1060                 shares = tg->shares;
1061
1062         return shares;
1063 }
1064 # else /* CONFIG_SMP */
1065 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1066 {
1067         return tg->shares;
1068 }
1069 # endif /* CONFIG_SMP */
1070 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
1071                             unsigned long weight)
1072 {
1073         if (se->on_rq) {
1074                 /* commit outstanding execution time */
1075                 if (cfs_rq->curr == se)
1076                         update_curr(cfs_rq);
1077                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1078         }
1079
1080         update_load_set(&se->load, weight);
1081
1082         if (se->on_rq)
1083                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1084 }
1085
1086 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
1087
1088 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1089 {
1090         struct task_group *tg;
1091         struct sched_entity *se;
1092         long shares;
1093
1094         tg = cfs_rq->tg;
1095         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1096         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1097                 return;
1098 #ifndef CONFIG_SMP
1099         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
1100                 return;
1101 #endif
1102         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
1103
1104         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
1105 }
1106 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1107 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1108 {
1109 }
1110 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1111
1112 /* Only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED may be removed when useful in lb */
1113 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)
1114 /*
1115  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
1116  * Note: The tables below are dependent on this value.
1117  */
1118 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
1119 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
1120 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
1121
1122 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
1123 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
1124         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
1125         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
1126         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
1127         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
1128         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
1129         0x85aac367, 0x82cd8698,
1130 };
1131
1132 /*
1133  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
1134  * over-estimates when re-combining.
1135  */
1136 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
1137             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
1138          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
1139         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
1140 };
1141
1142 /*
1143  * Approximate:
1144  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
1145  */
1146 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
1147 {
1148         unsigned int local_n;
1149
1150         if (!n)
1151                 return val;
1152         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
1153                 return 0;
1154
1155         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
1156         local_n = n;
1157
1158         /*
1159          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
1160          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
1161          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
1162          *
1163          * To achieve constant time decay_load.
1164          */
1165         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
1166                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
1167                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
1168         }
1169
1170         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
1171         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
1172         return val >> 32;
1173 }
1174
1175 /*
1176  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
1177  * average will be: \Sum 1024*y^n
1178  *
1179  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
1180  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
1181  */
1182 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
1183 {
1184         u32 contrib = 0;
1185
1186         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
1187                 return runnable_avg_yN_sum[n];
1188         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
1189                 return LOAD_AVG_MAX;
1190
1191         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
1192         do {
1193                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
1194                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
1195
1196                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
1197         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
1198
1199         contrib = decay_load(contrib, n);
1200         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
1201 }
1202
1203 /*
1204  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
1205  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
1206  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
1207  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
1208  *
1209  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
1210  *      p0            p1           p2
1211  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
1212  *
1213  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
1214  *
1215  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
1216  * following representation of historical load:
1217  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
1218  *
1219  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
1220  *   y^32 = 0.5
1221  *
1222  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
1223  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
1224  * (u_0).
1225  *
1226  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
1227  * sum again by y is sufficient to update:
1228  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
1229  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
1230  */
1231 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
1232                                                         struct sched_avg *sa,
1233                                                         int runnable)
1234 {
1235         u64 delta, periods;
1236         u32 runnable_contrib;
1237         int delta_w, decayed = 0;
1238
1239         delta = now - sa->last_runnable_update;
1240         /*
1241          * This should only happen when time goes backwards, which it
1242          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
1243          */
1244         if ((s64)delta < 0) {
1245                 sa->last_runnable_update = now;
1246                 return 0;
1247         }
1248
1249         /*
1250          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
1251          * approximation of 1us and fast to compute.
1252          */
1253         delta >>= 10;
1254         if (!delta)
1255                 return 0;
1256         sa->last_runnable_update = now;
1257
1258         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
1259         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
1260         if (delta + delta_w >= 1024) {
1261                 /* period roll-over */
1262                 decayed = 1;
1263
1264                 /*
1265                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
1266                  * out how much from delta we need to complete the current
1267                  * period and accrue it.
1268                  */
1269                 delta_w = 1024 - delta_w;
1270                 if (runnable)
1271                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
1272                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
1273
1274                 delta -= delta_w;
1275
1276                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
1277                 periods = delta / 1024;
1278                 delta %= 1024;
1279
1280                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
1281                                                   periods + 1);
1282                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
1283                                                      periods + 1);
1284
1285                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
1286                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
1287                 if (runnable)
1288                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
1289                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
1290         }
1291
1292         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
1293         if (runnable)
1294                 sa->runnable_avg_sum += delta;
1295         sa->runnable_avg_period += delta;
1296
1297         return decayed;
1298 }
1299
1300 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
1301 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
1302 {
1303         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1304         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1305
1306         decays -= se->avg.decay_count;
1307         if (!decays)
1308                 return 0;
1309
1310         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
1311         se->avg.decay_count = 0;
1312
1313         return decays;
1314 }
1315
1316 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1317 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1318                                                  int force_update)
1319 {
1320         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1321         s64 tg_contrib;
1322
1323         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
1324         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1325
1326         if (force_update || abs64(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
1327                 atomic64_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
1328                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
1329         }
1330 }
1331
1332 /*
1333  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
1334  * representation for computing load contributions.
1335  */
1336 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1337                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
1338 {
1339         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1340         long contrib;
1341
1342         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
1343         contrib = div_u64(sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
1344                           sa->runnable_avg_period + 1);
1345         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
1346
1347         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
1348                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
1349                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
1350         }
1351 }
1352
1353 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1354 {
1355         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1356         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1357         int runnable_avg;
1358
1359         u64 contrib;
1360
1361         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
1362         se->avg.load_avg_contrib = div64_u64(contrib,
1363                                              atomic64_read(&tg->load_avg) + 1);
1364
1365         /*
1366          * For group entities we need to compute a correction term in the case
1367          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
1368          * load as a task of equal weight.
1369          *
1370          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
1371          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
1372          * lower-bound on the true value.
1373          *
1374          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
1375          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
1376          * understating by the aggregate of their overlap.
1377          *
1378          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
1379          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
1380          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
1381          *
1382          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
1383          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
1384          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
1385          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
1386          * our upper bound of 1-cpu.
1387          */
1388         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
1389         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
1390                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
1391                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
1392         }
1393 }
1394 #else
1395 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1396                                                  int force_update) {}
1397 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1398                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1399 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
1400 #endif
1401
1402 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1403 {
1404         u32 contrib;
1405
1406         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
1407         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
1408         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
1409         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
1410 }
1411
1412 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
1413 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
1414 {
1415         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
1416
1417         if (entity_is_task(se)) {
1418                 __update_task_entity_contrib(se);
1419         } else {
1420                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
1421                 __update_group_entity_contrib(se);
1422         }
1423
1424         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
1425 }
1426
1427 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1428                                                  long load_contrib)
1429 {
1430         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
1431                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
1432         else
1433                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
1434 }
1435
1436 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
1437
1438 /* Update a sched_entity's runnable average */
1439 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
1440                                           int update_cfs_rq)
1441 {
1442         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1443         long contrib_delta;
1444         u64 now;
1445
1446         /*
1447          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
1448          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
1449          */
1450         if (entity_is_task(se))
1451                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
1452         else
1453                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
1454
1455         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
1456                 return;
1457
1458         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
1459
1460         if (!update_cfs_rq)
1461                 return;
1462
1463         if (se->on_rq)
1464                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
1465         else
1466                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
1467 }
1468
1469 /*
1470  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
1471  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
1472  */
1473 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
1474 {
1475         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
1476         u64 decays;
1477
1478         decays = now - cfs_rq->last_decay;
1479         if (!decays && !force_update)
1480                 return;
1481
1482         if (atomic64_read(&cfs_rq->removed_load)) {
1483                 u64 removed_load = atomic64_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
1484                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
1485         }
1486
1487         if (decays) {
1488                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
1489                                                       decays);
1490                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
1491                 cfs_rq->last_decay = now;
1492         }
1493
1494         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
1495 }
1496
1497 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
1498 {
1499         __update_entity_runnable_avg(rq->clock_task, &rq->avg, runnable);
1500         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
1501 }
1502
1503 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
1504 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1505                                                   struct sched_entity *se,
1506                                                   int wakeup)
1507 {
1508         /*
1509          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
1510          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
1511          * accumulated while sleeping.
1512          */
1513         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
1514                 se->avg.last_runnable_update = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
1515                 if (se->avg.decay_count) {
1516                         /*
1517                          * In a wake-up migration we have to approximate the
1518                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
1519                          * clock_task between the two cpus, and it is not
1520                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
1521                          * approximate this using our carried decays, which are
1522                          * explicitly atomically readable.
1523                          */
1524                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
1525                                                         << 20;
1526                         update_entity_load_avg(se, 0);
1527                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
1528                         se->avg.decay_count = 0;
1529                 }
1530                 wakeup = 0;
1531         } else {
1532                 __synchronize_entity_decay(se);
1533         }
1534
1535         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
1536         if (wakeup) {
1537                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
1538                 update_entity_load_avg(se, 0);
1539         }
1540
1541         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
1542         /* we force update consideration on load-balancer moves */
1543         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
1544 }
1545
1546 /*
1547  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
1548  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
1549  * blocked_load_avg.
1550  */
1551 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1552                                                   struct sched_entity *se,
1553                                                   int sleep)
1554 {
1555         update_entity_load_avg(se, 1);
1556         /* we force update consideration on load-balancer moves */
1557         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
1558
1559         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
1560         if (sleep) {
1561                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
1562                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1563         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
1564 }
1565 #else
1566 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
1567                                           int update_cfs_rq) {}
1568 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
1569 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1570                                            struct sched_entity *se,
1571                                            int wakeup) {}
1572 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1573                                            struct sched_entity *se,
1574                                            int sleep) {}
1575 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
1576                                               int force_update) {}
1577 #endif
1578
1579 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1580 {
1581 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1582         struct task_struct *tsk = NULL;
1583
1584         if (entity_is_task(se))
1585                 tsk = task_of(se);
1586
1587         if (se->statistics.sleep_start) {
1588                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
1589
1590                 if ((s64)delta < 0)
1591                         delta = 0;
1592
1593                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
1594                         se->statistics.sleep_max = delta;
1595
1596                 se->statistics.sleep_start = 0;
1597                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1598
1599                 if (tsk) {
1600                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
1601                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
1602                 }
1603         }
1604         if (se->statistics.block_start) {
1605                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
1606
1607                 if ((s64)delta < 0)
1608                         delta = 0;
1609
1610                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
1611                         se->statistics.block_max = delta;
1612
1613                 se->statistics.block_start = 0;
1614                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1615
1616                 if (tsk) {
1617                         if (tsk->in_iowait) {
1618                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
1619                                 se->statistics.iowait_count++;
1620                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
1621                         }
1622
1623                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
1624
1625                         /*
1626                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
1627                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
1628                          * amount of time that the task spent sleeping:
1629                          */
1630                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
1631                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
1632                                                 (void *)get_wchan(tsk),
1633                                                 delta >> 20);
1634                         }
1635                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
1636                 }
1637         }
1638 #endif
1639 }
1640
1641 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1642 {
1643 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1644         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
1645
1646         if (d < 0)
1647                 d = -d;
1648
1649         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
1650                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
1651 #endif
1652 }
1653
1654 static void
1655 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
1656 {
1657         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
1658
1659         /*
1660          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
1661          * however the extra weight of the new task will slow them down a
1662          * little, place the new task so that it fits in the slot that
1663          * stays open at the end.
1664          */
1665         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
1666                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
1667
1668         /* sleeps up to a single latency don't count. */
1669         if (!initial) {
1670                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
1671
1672                 /*
1673                  * Halve their sleep time's effect, to allow
1674                  * for a gentler effect of sleepers:
1675                  */
1676                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
1677                         thresh >>= 1;
1678
1679                 vruntime -= thresh;
1680         }
1681
1682         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
1683         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
1684 }
1685
1686 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
1687
1688 static void
1689 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1690 {
1691         /*
1692          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
1693          * through callig update_curr().
1694          */
1695         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
1696                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
1697
1698         /*
1699          * Update run-time statistics of the 'current'.
1700          */
1701         update_curr(cfs_rq);
1702         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1703         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1704         update_cfs_shares(cfs_rq);
1705
1706         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1707                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
1708                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1709         }
1710
1711         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1712         check_spread(cfs_rq, se);
1713         if (se != cfs_rq->curr)
1714                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1715         se->on_rq = 1;
1716
1717         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
1718                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
1719                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
1720         }
1721 }
1722
1723 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
1724 {
1725         for_each_sched_entity(se) {
1726                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1727                 if (cfs_rq->last == se)
1728                         cfs_rq->last = NULL;
1729                 else
1730                         break;
1731         }
1732 }
1733
1734 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
1735 {
1736         for_each_sched_entity(se) {
1737                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1738                 if (cfs_rq->next == se)
1739                         cfs_rq->next = NULL;
1740                 else
1741                         break;
1742         }
1743 }
1744
1745 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
1746 {
1747         for_each_sched_entity(se) {
1748                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1749                 if (cfs_rq->skip == se)
1750                         cfs_rq->skip = NULL;
1751                 else
1752                         break;
1753         }
1754 }
1755
1756 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1757 {
1758         if (cfs_rq->last == se)
1759                 __clear_buddies_last(se);
1760
1761         if (cfs_rq->next == se)
1762                 __clear_buddies_next(se);
1763
1764         if (cfs_rq->skip == se)
1765                 __clear_buddies_skip(se);
1766 }
1767
1768 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1769
1770 static void
1771 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1772 {
1773         /*
1774          * Update run-time statistics of the 'current'.
1775          */
1776         update_curr(cfs_rq);
1777         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1778
1779         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
1780         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
1781 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1782                 if (entity_is_task(se)) {
1783                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
1784
1785                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1786                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1787                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1788                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1789                 }
1790 #endif
1791         }
1792
1793         clear_buddies(cfs_rq, se);
1794
1795         if (se != cfs_rq->curr)
1796                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1797         se->on_rq = 0;
1798         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1799
1800         /*
1801          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
1802          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
1803          * movement in our normalized position.
1804          */
1805         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
1806                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1807
1808         /* return excess runtime on last dequeue */
1809         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1810
1811         update_min_vruntime(cfs_rq);
1812         update_cfs_shares(cfs_rq);
1813 }
1814
1815 /*
1816  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1817  */
1818 static void
1819 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
1820 {
1821         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
1822         struct sched_entity *se;
1823         s64 delta;
1824
1825         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
1826         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
1827         if (delta_exec > ideal_runtime) {
1828                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1829                 /*
1830                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
1831                  * re-elected due to buddy favours.
1832                  */
1833                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
1834                 return;
1835         }
1836
1837         /*
1838          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
1839          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
1840          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
1841          */
1842         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
1843                 return;
1844
1845         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1846         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
1847
1848         if (delta < 0)
1849                 return;
1850
1851         if (delta > ideal_runtime)
1852                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1853 }
1854
1855 static void
1856 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1857 {
1858         /* 'current' is not kept within the tree. */
1859         if (se->on_rq) {
1860                 /*
1861                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
1862                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
1863                  * runqueue.
1864                  */
1865                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1866                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1867         }
1868
1869         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
1870         cfs_rq->curr = se;
1871 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1872         /*
1873          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
1874          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
1875          * when there are only lesser-weight tasks around):
1876          */
1877         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
1878                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
1879                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
1880         }
1881 #endif
1882         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
1883 }
1884
1885 static int
1886 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
1887
1888 /*
1889  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
1890  * 1) keep things fair between processes/task groups
1891  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
1892  * 3) pick the "last" process, for cache locality
1893  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
1894  */
1895 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
1896 {
1897         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1898         struct sched_entity *left = se;
1899
1900         /*
1901          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
1902          * be done without getting too unfair.
1903          */
1904         if (cfs_rq->skip == se) {
1905                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
1906                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
1907                         se = second;
1908         }
1909
1910         /*
1911          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
1912          */
1913         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
1914                 se = cfs_rq->last;
1915
1916         /*
1917          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
1918          */
1919         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
1920                 se = cfs_rq->next;
1921
1922         clear_buddies(cfs_rq, se);
1923
1924         return se;
1925 }
1926
1927 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1928
1929 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
1930 {
1931         /*
1932          * If still on the runqueue then deactivate_task()
1933          * was not called and update_curr() has to be done:
1934          */
1935         if (prev->on_rq)
1936                 update_curr(cfs_rq);
1937
1938         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
1939         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1940
1941         check_spread(cfs_rq, prev);
1942         if (prev->on_rq) {
1943                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
1944                 /* Put 'current' back into the tree. */
1945                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
1946                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
1947                 update_entity_load_avg(prev, 1);
1948         }
1949         cfs_rq->curr = NULL;
1950 }
1951
1952 static void
1953 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
1954 {
1955         /*
1956          * Update run-time statistics of the 'current'.
1957          */
1958         update_curr(cfs_rq);
1959
1960         /*
1961          * Ensure that runnable average is periodically updated.
1962          */
1963         update_entity_load_avg(curr, 1);
1964         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
1965
1966 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1967         /*
1968          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
1969          * validating it and just reschedule.
1970          */
1971         if (queued) {
1972                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1973                 return;
1974         }
1975         /*
1976          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
1977          */
1978         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
1979                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
1980                 return;
1981 #endif
1982
1983         if (cfs_rq->nr_running > 1)
1984                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
1985 }
1986
1987
1988 /**************************************************
1989  * CFS bandwidth control machinery
1990  */
1991
1992 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
1993
1994 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
1995 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
1996
1997 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
1998 {
1999         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
2000 }
2001
2002 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
2003 {
2004         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
2005         if (enabled && !was_enabled)
2006                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
2007         else if (!enabled && was_enabled)
2008                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
2009 }
2010 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
2011 static bool cfs_bandwidth_used(void)
2012 {
2013         return true;
2014 }
2015
2016 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
2017 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
2018
2019 /*
2020  * default period for cfs group bandwidth.
2021  * default: 0.1s, units: nanoseconds
2022  */
2023 static inline u64 default_cfs_period(void)
2024 {
2025         return 100000000ULL;
2026 }
2027
2028 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
2029 {
2030         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
2031 }
2032
2033 /*
2034  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
2035  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
2036  * additional synchronization around rq->lock.
2037  *
2038  * requires cfs_b->lock
2039  */
2040 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2041 {
2042         u64 now;
2043
2044         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2045                 return;
2046
2047         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
2048         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
2049         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
2050 }
2051
2052 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2053 {
2054         return &tg->cfs_bandwidth;
2055 }
2056
2057 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
2058 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2059 {
2060         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
2061                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
2062
2063         return rq_of(cfs_rq)->clock_task - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
2064 }
2065
2066 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
2067 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2068 {
2069         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2070         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
2071         u64 amount = 0, min_amount, expires;
2072
2073         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
2074         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
2075
2076         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2077         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2078                 amount = min_amount;
2079         else {
2080                 /*
2081                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
2082                  * period must have elapsed since the last consumption.
2083                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
2084                  * active.
2085                  */
2086                 if (!cfs_b->timer_active) {
2087                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2088                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
2089                 }
2090
2091                 if (cfs_b->runtime > 0) {
2092                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
2093                         cfs_b->runtime -= amount;
2094                         cfs_b->idle = 0;
2095                 }
2096         }
2097         expires = cfs_b->runtime_expires;
2098         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2099
2100         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
2101         /*
2102          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
2103          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
2104          * issued.
2105          */
2106         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
2107                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2108
2109         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
2110 }
2111
2112 /*
2113  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
2114  * fact that rq->clock snapshots this value.
2115  */
2116 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2117 {
2118         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2119         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2120
2121         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
2122         if (likely((s64)(rq->clock - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
2123                 return;
2124
2125         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
2126                 return;
2127
2128         /*
2129          * If the local deadline has passed we have to consider the
2130          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
2131          * has not truly expired.
2132          *
2133          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
2134          * whether the global deadline has advanced.
2135          */
2136
2137         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
2138                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
2139                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
2140         } else {
2141                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
2142                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
2143         }
2144 }
2145
2146 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2147                                      unsigned long delta_exec)
2148 {
2149         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
2150         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
2151         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2152
2153         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2154                 return;
2155
2156         /*
2157          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
2158          * hierarchy can be throttled
2159          */
2160         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
2161                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2162 }
2163
2164 static __always_inline
2165 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
2166 {
2167         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
2168                 return;
2169
2170         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
2171 }
2172
2173 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2174 {
2175         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
2176 }
2177
2178 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
2179 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2180 {
2181         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
2182 }
2183
2184 /*
2185  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
2186  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
2187  * load-balance operations.
2188  */
2189 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2190                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2191 {
2192         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
2193
2194         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
2195         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
2196
2197         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
2198                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
2199 }
2200
2201 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
2202 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
2203 {
2204         struct rq *rq = data;
2205         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2206
2207         cfs_rq->throttle_count--;
2208 #ifdef CONFIG_SMP
2209         if (!cfs_rq->throttle_count) {
2210                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
2211                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq->clock_task -
2212                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
2213         }
2214 #endif
2215
2216         return 0;
2217 }
2218
2219 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
2220 {
2221         struct rq *rq = data;
2222         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2223
2224         /* group is entering throttled state, stop time */
2225         if (!cfs_rq->throttle_count)
2226                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq->clock_task;
2227         cfs_rq->throttle_count++;
2228
2229         return 0;
2230 }
2231
2232 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2233 {
2234         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2235         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2236         struct sched_entity *se;
2237         long task_delta, dequeue = 1;
2238
2239         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2240
2241         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
2242         rcu_read_lock();
2243         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
2244         rcu_read_unlock();
2245
2246         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2247         for_each_sched_entity(se) {
2248                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
2249                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
2250                 if (!se->on_rq)
2251                         break;
2252
2253                 if (dequeue)
2254                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
2255                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
2256
2257                 if (qcfs_rq->load.weight)
2258                         dequeue = 0;
2259         }
2260
2261         if (!se)
2262                 rq->nr_running -= task_delta;
2263
2264         cfs_rq->throttled = 1;
2265         cfs_rq->throttled_clock = rq->clock;
2266         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2267         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
2268         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2269 }
2270
2271 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2272 {
2273         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2274         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2275         struct sched_entity *se;
2276         int enqueue = 1;
2277         long task_delta;
2278
2279         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2280
2281         cfs_rq->throttled = 0;
2282         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2283         cfs_b->throttled_time += rq->clock - cfs_rq->throttled_clock;
2284         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
2285         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2286
2287         update_rq_clock(rq);
2288         /* update hierarchical throttle state */
2289         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
2290
2291         if (!cfs_rq->load.weight)
2292                 return;
2293
2294         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2295         for_each_sched_entity(se) {
2296                 if (se->on_rq)
2297                         enqueue = 0;
2298
2299                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2300                 if (enqueue)
2301                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
2302                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
2303
2304                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2305                         break;
2306         }
2307
2308         if (!se)
2309                 rq->nr_running += task_delta;
2310
2311         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
2312         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
2313                 resched_task(rq->curr);
2314 }
2315
2316 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
2317                 u64 remaining, u64 expires)
2318 {
2319         struct cfs_rq *cfs_rq;
2320         u64 runtime = remaining;
2321
2322         rcu_read_lock();
2323         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
2324                                 throttled_list) {
2325                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2326
2327                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2328                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2329                         goto next;
2330
2331                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
2332                 if (runtime > remaining)
2333                         runtime = remaining;
2334                 remaining -= runtime;
2335
2336                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
2337                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2338
2339                 /* we check whether we're throttled above */
2340                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
2341                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2342
2343 next:
2344                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2345
2346                 if (!remaining)
2347                         break;
2348         }
2349         rcu_read_unlock();
2350
2351         return remaining;
2352 }
2353
2354 /*
2355  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
2356  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
2357  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
2358  * used to track this state.
2359  */
2360 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
2361 {
2362         u64 runtime, runtime_expires;
2363         int idle = 1, throttled;
2364
2365         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2366         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
2367         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2368                 goto out_unlock;
2369
2370         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2371         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
2372         idle = cfs_b->idle && !throttled;
2373         cfs_b->nr_periods += overrun;
2374
2375         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
2376         if (idle)
2377                 goto out_unlock;
2378
2379         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2380
2381         if (!throttled) {
2382                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
2383                 cfs_b->idle = 1;
2384                 goto out_unlock;
2385         }
2386
2387         /* account preceding periods in which throttling occurred */
2388         cfs_b->nr_throttled += overrun;
2389
2390         /*
2391          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
2392          * to unthrottle them before making it generally available.  This
2393          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
2394          * allowed to run.
2395          */
2396         runtime = cfs_b->runtime;
2397         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
2398         cfs_b->runtime = 0;
2399
2400         /*
2401          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
2402          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
2403          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
2404          */
2405         while (throttled && runtime > 0) {
2406                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2407                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
2408                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
2409                                                  runtime_expires);
2410                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2411
2412                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2413         }
2414
2415         /* return (any) remaining runtime */
2416         cfs_b->runtime = runtime;
2417         /*
2418          * While we are ensured activity in the period following an
2419          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
2420          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
2421          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
2422          */
2423         cfs_b->idle = 0;
2424 out_unlock:
2425         if (idle)
2426                 cfs_b->timer_active = 0;
2427         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2428
2429         return idle;
2430 }
2431
2432 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
2433 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
2434 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
2435 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
2436 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
2437 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
2438
2439 /* are we near the end of the current quota period? */
2440 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
2441 {
2442         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
2443         u64 remaining;
2444
2445         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
2446         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
2447                 return 1;
2448
2449         /* is a quota refresh about to occur? */
2450         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
2451         if (remaining < min_expire)
2452                 return 1;
2453
2454         return 0;
2455 }
2456
2457 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2458 {
2459         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
2460
2461         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
2462         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
2463                 return;
2464
2465         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
2466                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
2467 }
2468
2469 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
2470 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2471 {
2472         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2473         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
2474
2475         if (slack_runtime <= 0)
2476                 return;
2477
2478         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2479         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
2480             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
2481                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
2482
2483                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
2484                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
2485                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
2486                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
2487         }
2488         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2489
2490         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
2491         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
2492 }
2493
2494 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2495 {
2496         if (!cfs_bandwidth_used())
2497                 return;
2498
2499         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
2500                 return;
2501
2502         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2503 }
2504
2505 /*
2506  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
2507  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
2508  */
2509 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2510 {
2511         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
2512         u64 expires;
2513
2514         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
2515         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
2516                 return;
2517
2518         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2519         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
2520                 runtime = cfs_b->runtime;
2521                 cfs_b->runtime = 0;
2522         }
2523         expires = cfs_b->runtime_expires;
2524         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2525
2526         if (!runtime)
2527                 return;
2528
2529         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
2530
2531         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2532         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
2533                 cfs_b->runtime = runtime;
2534         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2535 }
2536
2537 /*
2538  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
2539  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
2540  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
2541  */
2542 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
2543 {
2544         if (!cfs_bandwidth_used())
2545                 return;
2546
2547         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
2548         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
2549                 return;
2550
2551         /* ensure the group is not already throttled */
2552         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2553                 return;
2554
2555         /* update runtime allocation */
2556         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
2557         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
2558                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2559 }
2560
2561 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
2562 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2563 {
2564         if (!cfs_bandwidth_used())
2565                 return;
2566
2567         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2568                 return;
2569
2570         /*
2571          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
2572          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
2573          */
2574         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2575                 return;
2576
2577         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2578 }
2579
2580 static inline u64 default_cfs_period(void);
2581 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun);
2582 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
2583
2584 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
2585 {
2586         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2587                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
2588         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
2589
2590         return HRTIMER_NORESTART;
2591 }
2592
2593 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
2594 {
2595         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2596                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
2597         ktime_t now;
2598         int overrun;
2599         int idle = 0;
2600
2601         for (;;) {
2602                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
2603                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
2604
2605                 if (!overrun)
2606                         break;
2607
2608                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
2609         }
2610
2611         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
2612 }
2613
2614 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2615 {
2616         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
2617         cfs_b->runtime = 0;
2618         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
2619         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
2620
2621         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2622         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2623         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
2624         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2625         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
2626 }
2627
2628 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2629 {
2630         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
2631         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
2632 }
2633
2634 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
2635 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2636 {
2637         /*
2638          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
2639          * period or because we're racing with the tear-down path
2640          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
2641          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
2642          */
2643         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
2644                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2645                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
2646                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2647
2648                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2649                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
2650                 if (cfs_b->timer_active)
2651                         return;
2652         }
2653
2654         cfs_b->timer_active = 1;
2655         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
2656 }
2657
2658 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2659 {
2660         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2661         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
2662 }
2663
2664 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
2665 {
2666         struct cfs_rq *cfs_rq;
2667
2668         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
2669                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2670
2671                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
2672                         continue;
2673
2674                 /*
2675                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
2676                  * there's some valid quota amount
2677                  */
2678                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
2679                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2680                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2681         }
2682 }
2683
2684 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2685 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2686 {
2687         return rq_of(cfs_rq)->clock_task;
2688 }
2689
2690 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2691                                      unsigned long delta_exec) {}
2692 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2693 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2694 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2695
2696 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2697 {
2698         return 0;
2699 }
2700
2701 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2702 {
2703         return 0;
2704 }
2705
2706 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2707                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2708 {
2709         return 0;
2710 }
2711
2712 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2713
2714 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2715 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2716 #endif
2717
2718 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2719 {
2720         return NULL;
2721 }
2722 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2723 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
2724
2725 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2726
2727 /**************************************************
2728  * CFS operations on tasks:
2729  */
2730
2731 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2732 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2733 {
2734         struct sched_entity *se = &p->se;
2735         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2736
2737         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
2738
2739         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
2740                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
2741                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
2742                 s64 delta = slice - ran;
2743
2744                 if (delta < 0) {
2745                         if (rq->curr == p)
2746                                 resched_task(p);
2747                         return;
2748                 }
2749
2750                 /*
2751                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
2752                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
2753                  */
2754                 if (rq->curr != p)
2755                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
2756
2757                 hrtick_start(rq, delta);
2758         }
2759 }
2760
2761 /*
2762  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
2763  * current task is from our class and nr_running is low enough
2764  * to matter.
2765  */
2766 static void hrtick_update(struct rq *rq)
2767 {
2768         struct task_struct *curr = rq->curr;
2769
2770         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
2771                 return;
2772
2773         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
2774                 hrtick_start_fair(rq, curr);
2775 }
2776 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
2777 static inline void
2778 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2779 {
2780 }
2781
2782 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
2783 {
2784 }
2785 #endif
2786
2787 /*
2788  * The enqueue_task method is called before nr_running is
2789  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
2790  * then put the task into the rbtree:
2791  */
2792 static void
2793 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2794 {
2795         struct cfs_rq *cfs_rq;
2796         struct sched_entity *se = &p->se;
2797
2798         for_each_sched_entity(se) {
2799                 if (se->on_rq)
2800                         break;
2801                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2802                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
2803
2804                 /*
2805                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2806                  *
2807                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2808                  * post the final h_nr_running increment below.
2809                 */
2810                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2811                         break;
2812                 cfs_rq->h_nr_running++;
2813
2814                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
2815         }
2816
2817         for_each_sched_entity(se) {
2818                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2819                 cfs_rq->h_nr_running++;
2820
2821                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2822                         break;
2823
2824                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2825                 update_entity_load_avg(se, 1);
2826         }
2827
2828         if (!se) {
2829                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
2830                 inc_nr_running(rq);
2831         }
2832         hrtick_update(rq);
2833 }
2834
2835 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
2836
2837 /*
2838  * The dequeue_task method is called before nr_running is
2839  * decreased. We remove the task from the rbtree and
2840  * update the fair scheduling stats:
2841  */
2842 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2843 {
2844         struct cfs_rq *cfs_rq;
2845         struct sched_entity *se = &p->se;
2846         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
2847
2848         for_each_sched_entity(se) {
2849                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2850                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
2851
2852                 /*
2853                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2854                  *
2855                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2856                  * post the final h_nr_running decrement below.
2857                 */
2858                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2859                         break;
2860                 cfs_rq->h_nr_running--;
2861
2862                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
2863                 if (cfs_rq->load.weight) {
2864                         /*
2865                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
2866                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
2867                          */
2868                         if (task_sleep && parent_entity(se))
2869                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
2870
2871                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
2872                         se = parent_entity(se);
2873                         break;
2874                 }
2875                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
2876         }
2877
2878         for_each_sched_entity(se) {
2879                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2880                 cfs_rq->h_nr_running--;
2881
2882                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2883                         break;
2884
2885                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2886                 update_entity_load_avg(se, 1);
2887         }
2888
2889         if (!se) {
2890                 dec_nr_running(rq);
2891                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
2892         }
2893         hrtick_update(rq);
2894 }
2895
2896 #ifdef CONFIG_SMP
2897 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
2898 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
2899 {
2900         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
2901 }
2902
2903 /*
2904  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2905  * according to the scheduling class and "nice" value.
2906  *
2907  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2908  * balance conservatively.
2909  */
2910 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2911 {
2912         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2913         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2914
2915         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2916                 return total;
2917
2918         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2919 }
2920
2921 /*
2922  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2923  * according to the scheduling class and "nice" value.
2924  */
2925 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2926 {
2927         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2928         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2929
2930         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2931                 return total;
2932
2933         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2934 }
2935
2936 static unsigned long power_of(int cpu)
2937 {
2938         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
2939 }
2940
2941 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
2942 {
2943         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2944         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
2945
2946         if (nr_running)
2947                 return rq->load.weight / nr_running;
2948
2949         return 0;
2950 }
2951
2952
2953 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
2954 {
2955         struct sched_entity *se = &p->se;
2956         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2957         u64 min_vruntime;
2958
2959 #ifndef CONFIG_64BIT
2960         u64 min_vruntime_copy;
2961
2962         do {
2963                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
2964                 smp_rmb();
2965                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2966         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
2967 #else
2968         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2969 #endif
2970
2971         se->vruntime -= min_vruntime;
2972 }
2973
2974 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2975 /*
2976  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
2977  *
2978  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
2979  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
2980  * can calculate the shift in shares.
2981  *
2982  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
2983  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
2984  * total group weight.
2985  *
2986  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
2987  * distribution (s_i) using:
2988  *
2989  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
2990  *
2991  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
2992  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
2993  * shares distribution (s_i):
2994  *
2995  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
2996  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
2997  *
2998  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
2999  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
3000  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
3001  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
3002  *
3003  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
3004  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
3005  *
3006  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
3007  *
3008  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
3009  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
3010  * weight and shares distributions like:
3011  *
3012  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
3013  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
3014  *
3015  * We can then compute the difference in effective weight by using:
3016  *
3017  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
3018  *
3019  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
3020  *
3021  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
3022  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
3023  * 4/7) times the weight of the group.
3024  */
3025 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3026 {
3027         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
3028
3029         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
3030                 return wl;
3031
3032         for_each_sched_entity(se) {
3033                 long w, W;
3034
3035                 tg = se->my_q->tg;
3036
3037                 /*
3038                  * W = @wg + \Sum rw_j
3039                  */
3040                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
3041
3042                 /*
3043                  * w = rw_i + @wl
3044                  */
3045                 w = se->my_q->load.weight + wl;
3046
3047                 /*
3048                  * wl = S * s'_i; see (2)
3049                  */
3050                 if (W > 0 && w < W)
3051                         wl = (w * tg->shares) / W;
3052                 else
3053                         wl = tg->shares;
3054
3055                 /*
3056                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
3057                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
3058                  * calc_cfs_shares().
3059                  */
3060                 if (wl < MIN_SHARES)
3061                         wl = MIN_SHARES;
3062
3063                 /*
3064                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
3065                  */
3066                 wl -= se->load.weight;
3067
3068                 /*
3069                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
3070                  * the final effective load change on the root group. Since
3071                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
3072                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
3073                  * resulting from this level per the above.
3074                  */
3075                 wg = 0;
3076         }
3077
3078         return wl;
3079 }
3080 #else
3081
3082 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
3083                 unsigned long wl, unsigned long wg)
3084 {
3085         return wl;
3086 }
3087
3088 #endif
3089
3090 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
3091 {
3092         s64 this_load, load;
3093         int idx, this_cpu, prev_cpu;
3094         unsigned long tl_per_task;
3095         struct task_group *tg;
3096         unsigned long weight;
3097         int balanced;
3098
3099         idx       = sd->wake_idx;
3100         this_cpu  = smp_processor_id();
3101         prev_cpu  = task_cpu(p);
3102         load      = source_load(prev_cpu, idx);
3103         this_load = target_load(this_cpu, idx);
3104
3105         /*
3106          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
3107          * effect of the currently running task from the load
3108          * of the current CPU:
3109          */
3110         if (sync) {
3111                 tg = task_group(current);
3112                 weight = current->se.load.weight;
3113
3114                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
3115                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
3116         }
3117
3118         tg = task_group(p);
3119         weight = p->se.load.weight;
3120
3121         /*
3122          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
3123          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
3124          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
3125          * about that, so that's good too.
3126          *
3127          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
3128          * task to be woken on this_cpu.
3129          */
3130         if (this_load > 0) {
3131                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
3132
3133                 this_eff_load = 100;
3134                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
3135                 this_eff_load *= this_load +
3136                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
3137
3138                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
3139                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
3140                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
3141
3142                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
3143         } else
3144                 balanced = true;
3145
3146         /*
3147          * If the currently running task will sleep within
3148          * a reasonable amount of time then attract this newly
3149          * woken task:
3150          */
3151         if (sync && balanced)
3152                 return 1;
3153
3154         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
3155         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3156
3157         if (balanced ||
3158             (this_load <= load &&
3159              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
3160                 /*
3161                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
3162                  * p is cache cold in this domain, and
3163                  * there is no bad imbalance.
3164                  */
3165                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
3166                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
3167
3168                 return 1;
3169         }
3170         return 0;
3171 }
3172
3173 /*
3174  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
3175  * domain.
3176  */
3177 static struct sched_group *
3178 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
3179                   int this_cpu, int load_idx)
3180 {
3181         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
3182         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
3183         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
3184
3185         do {
3186                 unsigned long load, avg_load;
3187                 int local_group;
3188                 int i;
3189
3190                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
3191                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
3192                                         tsk_cpus_allowed(p)))
3193                         continue;
3194
3195                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3196                                                sched_group_cpus(group));
3197
3198                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3199                 avg_load = 0;
3200
3201                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
3202                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3203                         if (local_group)
3204                                 load = source_load(i, load_idx);
3205                         else
3206                                 load = target_load(i, load_idx);
3207
3208                         avg_load += load;
3209                 }
3210
3211                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
3212                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
3213
3214                 if (local_group) {
3215                         this_load = avg_load;
3216                 } else if (avg_load < min_load) {
3217                         min_load = avg_load;
3218                         idlest = group;
3219                 }
3220         } while (group = group->next, group != sd->groups);
3221
3222         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
3223                 return NULL;
3224         return idlest;
3225 }
3226
3227 /*
3228  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
3229  */
3230 static int
3231 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
3232 {
3233         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
3234         int idlest = -1;
3235         int i;
3236
3237         /* Traverse only the allowed CPUs */
3238         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
3239                 load = weighted_cpuload(i);
3240
3241                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
3242                         min_load = load;
3243                         idlest = i;
3244                 }
3245         }
3246
3247         return idlest;
3248 }
3249
3250 /*
3251  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
3252  */
3253 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
3254 {
3255         struct sched_domain *sd;
3256         struct sched_group *sg;
3257         int i = task_cpu(p);
3258
3259         if (idle_cpu(target))
3260                 return target;
3261
3262         /*
3263          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
3264          */
3265         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
3266                 return i;
3267
3268         /*
3269          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
3270          */
3271         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
3272         for_each_lower_domain(sd) {
3273                 sg = sd->groups;
3274                 do {
3275                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
3276                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
3277                                 goto next;
3278
3279                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
3280                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
3281                                         goto next;
3282                         }
3283
3284                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
3285                                         tsk_cpus_allowed(p));
3286                         goto done;
3287 next:
3288                         sg = sg->next;
3289                 } while (sg != sd->groups);
3290         }
3291 done:
3292         return target;
3293 }
3294
3295 /*
3296  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
3297  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
3298  * SD_BALANCE_EXEC.
3299  *
3300  * Balance, ie. select the least loaded group.
3301  *
3302  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
3303  *
3304  * preempt must be disabled.
3305  */
3306 static int
3307 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
3308 {
3309         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
3310         int cpu = smp_processor_id();
3311         int prev_cpu = task_cpu(p);
3312         int new_cpu = cpu;
3313         int want_affine = 0;
3314         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
3315
3316         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
3317                 return prev_cpu;
3318
3319         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
3320                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
3321                         want_affine = 1;
3322                 new_cpu = prev_cpu;
3323         }
3324
3325         rcu_read_lock();
3326         for_each_domain(cpu, tmp) {
3327                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3328                         continue;
3329
3330                 /*
3331                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
3332                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
3333                  */
3334                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
3335                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
3336                         affine_sd = tmp;
3337                         break;
3338                 }
3339
3340                 if (tmp->flags & sd_flag)
3341                         sd = tmp;
3342         }
3343
3344         if (affine_sd) {
3345                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
3346                         prev_cpu = cpu;
3347
3348                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
3349                 goto unlock;
3350         }
3351
3352         while (sd) {
3353                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
3354                 struct sched_group *group;
3355                 int weight;
3356
3357                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
3358                         sd = sd->child;
3359                         continue;
3360                 }
3361
3362                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
3363                         load_idx = sd->wake_idx;
3364
3365                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
3366                 if (!group) {
3367                         sd = sd->child;
3368                         continue;
3369                 }
3370
3371                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
3372                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
3373                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
3374                         sd = sd->child;
3375                         continue;
3376                 }
3377
3378                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
3379                 cpu = new_cpu;
3380                 weight = sd->span_weight;
3381                 sd = NULL;
3382                 for_each_domain(cpu, tmp) {
3383                         if (weight <= tmp->span_weight)
3384                                 break;
3385                         if (tmp->flags & sd_flag)
3386                                 sd = tmp;
3387                 }
3388                 /* while loop will break here if sd == NULL */
3389         }
3390 unlock:
3391         rcu_read_unlock();
3392
3393         return new_cpu;
3394 }
3395
3396 /*
3397  * Load-tracking only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED dependency below may be
3398  * removed when useful for applications beyond shares distribution (e.g.
3399  * load-balance).
3400  */
3401 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3402 /*
3403  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
3404  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
3405  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
3406  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
3407  */
3408 static void
3409 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
3410 {
3411         struct sched_entity *se = &p->se;
3412         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3413
3414         /*
3415          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
3416          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
3417          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
3418          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
3419          */
3420         if (se->avg.decay_count) {
3421                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
3422                 atomic64_add(se->avg.load_avg_contrib, &cfs_rq->removed_load);
3423         }
3424 }
3425 #endif
3426 #endif /* CONFIG_SMP */
3427
3428 static unsigned long
3429 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3430 {
3431         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
3432
3433         /*
3434          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
3435          * to virtual-time in his units.
3436          *
3437          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
3438          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
3439          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
3440          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
3441          * be smaller, again penalizing the lighter task.
3442          *
3443          * This is especially important for buddies when the leftmost
3444          * task is higher priority than the buddy.
3445          */
3446         return calc_delta_fair(gran, se);
3447 }
3448
3449 /*
3450  * Should 'se' preempt 'curr'.
3451  *
3452  *             |s1
3453  *        |s2
3454  *   |s3
3455  *         g
3456  *      |<--->|c
3457  *
3458  *  w(c, s1) = -1
3459  *  w(c, s2) =  0
3460  *  w(c, s3) =  1
3461  *
3462  */
3463 static int
3464 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3465 {
3466         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
3467
3468         if (vdiff <= 0)
3469                 return -1;
3470
3471         gran = wakeup_gran(curr, se);
3472         if (vdiff > gran)
3473                 return 1;
3474
3475         return 0;
3476 }
3477
3478 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
3479 {
3480         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3481                 return;
3482
3483         for_each_sched_entity(se)
3484                 cfs_rq_of(se)->last = se;
3485 }
3486
3487 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
3488 {
3489         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3490                 return;
3491
3492         for_each_sched_entity(se)
3493                 cfs_rq_of(se)->next = se;
3494 }
3495
3496 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
3497 {
3498         for_each_sched_entity(se)
3499                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
3500 }
3501
3502 /*
3503  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3504  */
3505 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
3506 {
3507         struct task_struct *curr = rq->curr;
3508         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
3509         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3510         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
3511         int next_buddy_marked = 0;
3512
3513         if (unlikely(se == pse))
3514                 return;
3515
3516         /*
3517          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
3518          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
3519          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
3520          * next-buddy nomination below.
3521          */
3522         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
3523                 return;
3524
3525         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
3526                 set_next_buddy(pse);
3527                 next_buddy_marked = 1;
3528         }
3529
3530         /*
3531          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
3532          * wake up path.
3533          *
3534          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
3535          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
3536          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
3537          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
3538          * below.
3539          */
3540         if (test_tsk_need_resched(curr))
3541                 return;
3542
3543         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
3544         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
3545             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
3546                 goto preempt;
3547
3548         /*
3549          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
3550          * is driven by the tick):
3551          */
3552         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
3553                 return;
3554
3555         find_matching_se(&se, &pse);
3556         update_curr(cfs_rq_of(se));
3557         BUG_ON(!pse);
3558         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
3559                 /*
3560                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
3561                  * triggering this preemption.
3562                  */
3563                 if (!next_buddy_marked)
3564                         set_next_buddy(pse);
3565                 goto preempt;
3566         }
3567
3568         return;
3569
3570 preempt:
3571         resched_task(curr);
3572         /*
3573          * Only set the backward buddy when the current task is still
3574          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
3575          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
3576          * point, either of which can * drop the rq lock.
3577          *
3578          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
3579          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
3580          */
3581         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
3582                 return;
3583
3584         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
3585                 set_last_buddy(se);
3586 }
3587
3588 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
3589 {
3590         struct task_struct *p;
3591         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
3592         struct sched_entity *se;
3593
3594         if (!cfs_rq->nr_running)
3595                 return NULL;
3596
3597         do {
3598                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
3599                 set_next_entity(cfs_rq, se);
3600                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
3601         } while (cfs_rq);
3602
3603         p = task_of(se);
3604         if (hrtick_enabled(rq))
3605                 hrtick_start_fair(rq, p);
3606
3607         return p;
3608 }
3609
3610 /*
3611  * Account for a descheduled task:
3612  */
3613 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3614 {
3615         struct sched_entity *se = &prev->se;
3616         struct cfs_rq *cfs_rq;
3617
3618         for_each_sched_entity(se) {
3619                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3620                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
3621         }
3622 }
3623
3624 /*
3625  * sched_yield() is very simple
3626  *
3627  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
3628  */
3629 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
3630 {
3631         struct task_struct *curr = rq->curr;
3632         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3633         struct sched_entity *se = &curr->se;
3634
3635         /*
3636          * Are we the only task in the tree?
3637          */
3638         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
3639                 return;
3640
3641         clear_buddies(cfs_rq, se);
3642
3643         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
3644                 update_rq_clock(rq);
3645                 /*
3646                  * Update run-time statistics of the 'current'.
3647                  */
3648                 update_curr(cfs_rq);
3649                 /*
3650                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
3651                  * so we don't do microscopic update in schedule()
3652                  * and double the fastpath cost.
3653                  */
3654                  rq->skip_clock_update = 1;
3655         }
3656
3657         set_skip_buddy(se);
3658 }
3659
3660 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
3661 {
3662         struct sched_entity *se = &p->se;
3663
3664         /* throttled hierarchies are not runnable */
3665         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
3666                 return false;
3667
3668         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
3669         set_next_buddy(se);
3670
3671         yield_task_fair(rq);
3672
3673         return true;
3674 }
3675
3676 #ifdef CONFIG_SMP
3677 /**************************************************
3678  * Fair scheduling class load-balancing methods.
3679  *
3680  * BASICS
3681  *
3682  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
3683  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
3684  * time to each task. This is expressed in the following equation:
3685  *
3686  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
3687  *
3688  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
3689  * W_i,0 is defined as:
3690  *
3691  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
3692  *
3693  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
3694  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
3695  *
3696  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
3697  * weight:
3698  *
3699  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
3700  *
3701  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
3702  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
3703  * can also include other factors [XXX].
3704  *
3705  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
3706  * directly from (1):
3707  *
3708  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
3709  *
3710  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
3711  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
3712  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
3713  *
3714  * [XXX expand on:
3715  *     - infeasible weights;
3716  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
3717  *
3718  *
3719  * SCHED DOMAINS
3720  *
3721  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
3722  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
3723  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
3724  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
3725  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
3726  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
3727  * the groups.
3728  *
3729  * This yields:
3730  *
3731  *     log_2 n     1     n
3732  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
3733  *     i = 0      2^i   2^i
3734  *                               `- size of each group
3735  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
3736  *         |         `- freq
3737  *         `- sum over all levels
3738  *
3739  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
3740  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
3741  *
3742  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
3743  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
3744  *
3745  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
3746  *
3747  *             log_2 n     
3748  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
3749  *             k = 0
3750  *
3751  * And you'll find that:
3752  *
3753  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
3754  *
3755  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
3756  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
3757  * of:
3758  *
3759  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
3760  *
3761  *
3762  * WORK CONSERVING
3763  *
3764  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
3765  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
3766  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
3767  *
3768  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
3769  * time.
3770  *
3771  * [XXX more?]
3772  *
3773  *
3774  * CGROUPS
3775  *
3776  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
3777  *
3778  *                                s_k,i
3779  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
3780  *                                 S_k
3781  *
3782  * Where
3783  *
3784  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
3785  *
3786  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
3787  *
3788  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
3789  * property.
3790  *
3791  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
3792  *      rewrite all of this once again.]
3793  */ 
3794
3795 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
3796
3797 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
3798 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
3799 #define LBF_SOME_PINNED 0x04
3800
3801 struct lb_env {
3802         struct sched_domain     *sd;
3803
3804         struct rq               *src_rq;
3805         int                     src_cpu;
3806
3807         int                     dst_cpu;
3808         struct rq               *dst_rq;
3809
3810         struct cpumask          *dst_grpmask;
3811         int                     new_dst_cpu;
3812         enum cpu_idle_type      idle;
3813         long                    imbalance;
3814         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
3815         struct cpumask          *cpus;
3816
3817         unsigned int            flags;
3818
3819         unsigned int            loop;
3820         unsigned int            loop_break;
3821         unsigned int            loop_max;
3822 };
3823
3824 /*
3825  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
3826  * Both runqueues must be locked.
3827  */
3828 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3829 {
3830         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
3831         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
3832         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
3833         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
3834 }
3835
3836 /*
3837  * Is this task likely cache-hot:
3838  */
3839 static int
3840 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
3841 {
3842         s64 delta;
3843
3844         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
3845                 return 0;
3846
3847         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
3848                 return 0;
3849
3850         /*
3851          * Buddy candidates are cache hot:
3852          */
3853         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
3854                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
3855                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
3856                 return 1;
3857
3858         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
3859                 return 1;
3860         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
3861                 return 0;
3862
3863         delta = now - p->se.exec_start;
3864
3865         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
3866 }
3867
3868 /*
3869  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3870  */
3871 static
3872 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3873 {
3874         int tsk_cache_hot = 0;
3875         /*
3876          * We do not migrate tasks that are:
3877          * 1) running (obviously), or
3878          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3879          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3880          */
3881         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
3882                 int new_dst_cpu;
3883
3884                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
3885
3886                 /*
3887                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
3888                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
3889                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
3890                  *
3891                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
3892                  * one in current iteration.
3893                  */
3894                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_SOME_PINNED))
3895                         return 0;
3896
3897                 new_dst_cpu = cpumask_first_and(env->dst_grpmask,
3898                                                 tsk_cpus_allowed(p));
3899                 if (new_dst_cpu < nr_cpu_ids) {
3900                         env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
3901                         env->new_dst_cpu = new_dst_cpu;
3902                 }
3903                 return 0;
3904         }
3905
3906         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
3907         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
3908
3909         if (task_running(env->src_rq, p)) {
3910                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
3911                 return 0;
3912         }
3913
3914         /*
3915          * Aggressive migration if:
3916          * 1) task is cache cold, or
3917          * 2) too many balance attempts have failed.
3918          */
3919
3920         tsk_cache_hot = task_hot(p, env->src_rq->clock_task, env->sd);
3921         if (!tsk_cache_hot ||
3922                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
3923 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3924                 if (tsk_cache_hot) {
3925                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
3926                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
3927                 }
3928 #endif
3929                 return 1;
3930         }
3931
3932         if (tsk_cache_hot) {
3933                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
3934                 return 0;
3935         }
3936         return 1;
3937 }
3938
3939 /*
3940  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3941  * part of active balancing operations within "domain".
3942  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3943  *
3944  * Called with both runqueues locked.
3945  */
3946 static int move_one_task(struct lb_env *env)
3947 {
3948         struct task_struct *p, *n;
3949
3950         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
3951                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_rq->cpu, env->dst_cpu))
3952                         continue;
3953
3954                 if (!can_migrate_task(p, env))
3955                         continue;
3956
3957                 move_task(p, env);
3958                 /*
3959                  * Right now, this is only the second place move_task()
3960                  * is called, so we can safely collect move_task()
3961                  * stats here rather than inside move_task().
3962                  */
3963                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
3964                 return 1;
3965         }
3966         return 0;
3967 }
3968
3969 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
3970
3971 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
3972
3973 /*
3974  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
3975  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3976  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3977  *
3978  * Called with both runqueues locked.
3979  */
3980 static int move_tasks(struct lb_env *env)
3981 {
3982         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
3983         struct task_struct *p;
3984         unsigned long load;
3985         int pulled = 0;
3986
3987         if (env->imbalance <= 0)
3988                 return 0;
3989
3990         while (!list_empty(tasks)) {
3991                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
3992
3993                 env->loop++;
3994                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
3995                 if (env->loop > env->loop_max)
3996                         break;
3997
3998                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
3999                 if (env->loop > env->loop_break) {
4000                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
4001                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
4002                         break;
4003                 }
4004
4005                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
4006                         goto next;
4007
4008                 load = task_h_load(p);
4009
4010                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
4011                         goto next;
4012
4013                 if ((load / 2) > env->imbalance)
4014                         goto next;
4015
4016                 if (!can_migrate_task(p, env))
4017                         goto next;
4018
4019                 move_task(p, env);
4020                 pulled++;
4021                 env->imbalance -= load;
4022
4023 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4024                 /*
4025                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
4026                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
4027                  * the critical section.
4028                  */
4029                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
4030                         break;
4031 #endif
4032
4033                 /*
4034                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
4035                  * weighted load.
4036                  */
4037                 if (env->imbalance <= 0)
4038                         break;
4039
4040                 continue;
4041 next:
4042                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
4043         }
4044
4045         /*
4046          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
4047          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
4048          * inside move_task().
4049          */
4050         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
4051
4052         return pulled;
4053 }
4054
4055 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4056 /*
4057  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
4058  */
4059 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
4060 {
4061         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4062         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4063
4064         /* throttled entities do not contribute to load */
4065         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
4066                 return;
4067
4068         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
4069
4070         if (se) {
4071                 update_entity_load_avg(se, 1);
4072                 /*
4073                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
4074                  * list removal.  This generally implies that all our children
4075                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
4076                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
4077                  * at enqueue.
4078                  *
4079                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
4080                  */
4081                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
4082                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4083         } else {
4084                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4085                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
4086         }
4087 }
4088
4089 static void update_blocked_averages(int cpu)
4090 {
4091         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4092         struct cfs_rq *cfs_rq;
4093         unsigned long flags;
4094
4095         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4096         update_rq_clock(rq);
4097         /*
4098          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
4099          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
4100          */
4101         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4102                 /*
4103                  * Note: We may want to consider periodically releasing
4104                  * rq->lock about these updates so that creating many task
4105                  * groups does not result in continually extending hold time.
4106                  */
4107                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
4108         }
4109
4110         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4111 }
4112
4113 /*
4114  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
4115  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
4116  * group is a fraction of its parents load.
4117  */
4118 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
4119 {
4120         unsigned long load;
4121         long cpu = (long)data;
4122
4123         if (!tg->parent) {
4124                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
4125         } else {
4126                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
4127                 load *= tg->se[cpu]->load.weight;
4128                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
4129         }
4130
4131         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
4132
4133         return 0;
4134 }
4135
4136 static void update_h_load(long cpu)
4137 {
4138         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4139         unsigned long now = jiffies;
4140
4141         if (rq->h_load_throttle == now)
4142                 return;
4143
4144         rq->h_load_throttle = now;
4145
4146         rcu_read_lock();
4147         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
4148         rcu_read_unlock();
4149 }
4150
4151 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
4152 {
4153         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
4154         unsigned long load;
4155
4156         load = p->se.load.weight;
4157         load = div_u64(load * cfs_rq->h_load, cfs_rq->load.weight + 1);
4158
4159         return load;
4160 }
4161 #else
4162 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
4163 {
4164 }
4165
4166 static inline void update_h_load(long cpu)
4167 {
4168 }
4169
4170 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
4171 {
4172         return p->se.load.weight;
4173 }
4174 #endif
4175
4176 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
4177 /*
4178  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
4179  *              during load balancing.
4180  */
4181 struct sd_lb_stats {
4182         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
4183         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
4184         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
4185         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
4186         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
4187
4188         /** Statistics of this group */
4189         unsigned long this_load;
4190         unsigned long this_load_per_task;
4191         unsigned long this_nr_running;
4192         unsigned long this_has_capacity;
4193         unsigned int  this_idle_cpus;
4194
4195         /* Statistics of the busiest group */
4196         unsigned int  busiest_idle_cpus;
4197         unsigned long max_load;
4198         unsigned long busiest_load_per_task;
4199         unsigned long busiest_nr_running;
4200         unsigned long busiest_group_capacity;
4201         unsigned long busiest_has_capacity;
4202         unsigned int  busiest_group_weight;
4203
4204         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
4205 };
4206
4207 /*
4208  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
4209  */
4210 struct sg_lb_stats {
4211         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
4212         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
4213         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
4214         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
4215         unsigned long group_capacity;
4216         unsigned long idle_cpus;
4217         unsigned long group_weight;
4218         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
4219         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
4220 };
4221
4222 /**
4223  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
4224  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
4225  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
4226  */
4227 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
4228                                         enum cpu_idle_type idle)
4229 {
4230         int load_idx;
4231
4232         switch (idle) {
4233         case CPU_NOT_IDLE:
4234                 load_idx = sd->busy_idx;
4235                 break;
4236
4237         case CPU_NEWLY_IDLE:
4238                 load_idx = sd->newidle_idx;
4239                 break;
4240         default:
4241                 load_idx = sd->idle_idx;
4242                 break;
4243         }
4244
4245         return load_idx;
4246 }
4247
4248 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4249 {
4250         return SCHED_POWER_SCALE;
4251 }
4252
4253 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4254 {
4255         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
4256 }
4257
4258 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4259 {
4260         unsigned long weight = sd->span_weight;
4261         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
4262
4263         smt_gain /= weight;
4264
4265         return smt_gain;
4266 }
4267
4268 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4269 {
4270         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
4271 }
4272
4273 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
4274 {
4275         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4276         u64 total, available, age_stamp, avg;
4277
4278         /*
4279          * Since we're reading these variables without serialization make sure
4280          * we read them once before doing sanity checks on them.
4281          */
4282         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
4283         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
4284
4285         total = sched_avg_period() + (rq->clock - age_stamp);
4286
4287         if (unlikely(total < avg)) {
4288                 /* Ensures that power won't end up being negative */
4289                 available = 0;
4290         } else {
4291                 available = total - avg;
4292         }
4293
4294         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
4295                 total = SCHED_POWER_SCALE;
4296
4297         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4298
4299         return div_u64(available, total);
4300 }
4301
4302 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4303 {
4304         unsigned long weight = sd->span_weight;
4305         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
4306         struct sched_group *sdg = sd->groups;
4307
4308         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
4309                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
4310                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
4311                 else
4312                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
4313
4314                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4315         }
4316
4317         sdg->sgp->power_orig = power;
4318
4319         if (sched_feat(ARCH_POWER))
4320                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
4321         else
4322                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
4323
4324         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4325
4326         power *= scale_rt_power(cpu);
4327         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4328
4329         if (!power)
4330                 power = 1;
4331
4332         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
4333         sdg->sgp->power = power;
4334 }
4335
4336 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4337 {
4338         struct sched_domain *child = sd->child;
4339         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
4340         unsigned long power;
4341         unsigned long interval;
4342
4343         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4344         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
4345         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
4346
4347         if (!child) {
4348                 update_cpu_power(sd, cpu);
4349                 return;
4350         }
4351
4352         power = 0;
4353
4354         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
4355                 /*
4356                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
4357                  * span the current group.
4358                  */
4359
4360                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg))
4361                         power += power_of(cpu);
4362         } else  {
4363                 /*
4364                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
4365                  * span the current group.
4366                  */ 
4367
4368                 group = child->groups;
4369                 do {
4370                         power += group->sgp->power;
4371                         group = group->next;
4372                 } while (group != child->groups);
4373         }
4374
4375         sdg->sgp->power_orig = sdg->sgp->power = power;
4376 }
4377
4378 /*
4379  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
4380  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
4381  * which on its own isn't powerful enough.
4382  *
4383  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
4384  */
4385 static inline int
4386 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
4387 {
4388         /*
4389          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
4390          */
4391         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
4392                 return 0;
4393
4394         /*
4395          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
4396          */
4397         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
4398                 return 1;
4399
4400         return 0;
4401 }
4402
4403 /**
4404  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
4405  * @env: The load balancing environment.
4406  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
4407  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
4408  * @local_group: Does group contain this_cpu.
4409  * @balance: Should we balance.
4410  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
4411  */
4412 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
4413                         struct sched_group *group, int load_idx,
4414                         int local_group, int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
4415 {
4416         unsigned long nr_running, max_nr_running, min_nr_running;
4417         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
4418         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
4419         unsigned long avg_load_per_task = 0;
4420         int i;
4421
4422         if (local_group)
4423                 balance_cpu = group_balance_cpu(group);
4424
4425         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4426         max_cpu_load = 0;
4427         min_cpu_load = ~0UL;
4428         max_nr_running = 0;
4429         min_nr_running = ~0UL;
4430
4431         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
4432                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
4433
4434                 nr_running = rq->nr_running;
4435
4436                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4437                 if (local_group) {
4438                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu &&
4439                                         cpumask_test_cpu(i, sched_group_mask(group))) {
4440                                 first_idle_cpu = 1;
4441                                 balance_cpu = i;
4442                         }
4443
4444                         load = target_load(i, load_idx);
4445                 } else {
4446                         load = source_load(i, load_idx);
4447                         if (load > max_cpu_load)
4448                                 max_cpu_load = load;
4449                         if (min_cpu_load > load)
4450                                 min_cpu_load = load;
4451
4452                         if (nr_running > max_nr_running)
4453                                 max_nr_running = nr_running;
4454                         if (min_nr_running > nr_running)
4455                                 min_nr_running = nr_running;
4456                 }
4457
4458                 sgs->group_load += load;
4459                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
4460                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
4461                 if (idle_cpu(i))
4462                         sgs->idle_cpus++;
4463         }
4464
4465         /*
4466          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
4467          * is eligible for doing load balancing at this and above
4468          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
4469          * to do the newly idle load balance.
4470          */
4471         if (local_group) {
4472                 if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
4473                         if (balance_cpu != env->dst_cpu) {
4474                                 *balance = 0;
4475                                 return;
4476                         }
4477                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4478                 } else if (time_after_eq(jiffies, group->sgp->next_update))
4479                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4480         }
4481
4482         /* Adjust by relative CPU power of the group */
4483         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4484
4485         /*
4486          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
4487          * than the average weight of a task.
4488          *
4489          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
4490          *      might not be a suitable number - should we keep a
4491          *      normalized nr_running number somewhere that negates
4492          *      the hierarchy?
4493          */
4494         if (sgs->sum_nr_running)
4495                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
4496
4497         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) >= avg_load_per_task &&
4498             (max_nr_running - min_nr_running) > 1)
4499                 sgs->group_imb = 1;
4500
4501         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->sgp->power,
4502                                                 SCHED_POWER_SCALE);
4503         if (!sgs->group_capacity)
4504                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4505         sgs->group_weight = group->group_weight;
4506
4507         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
4508                 sgs->group_has_capacity = 1;
4509 }
4510
4511 /**
4512  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
4513  * @env: The load balancing environment.
4514  * @sds: sched_domain statistics
4515  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
4516  * @sgs: sched_group statistics
4517  *
4518  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
4519  * busiest group.
4520  */
4521 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
4522                                    struct sd_lb_stats *sds,
4523                                    struct sched_group *sg,
4524                                    struct sg_lb_stats *sgs)
4525 {
4526         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
4527                 return false;
4528
4529         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
4530                 return true;
4531
4532         if (sgs->group_imb)
4533                 return true;
4534
4535         /*
4536          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
4537          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
4538          * higher than ourself as busy.
4539          */
4540         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
4541             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
4542                 if (!sds->busiest)
4543                         return true;
4544
4545                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
4546                         return true;
4547         }
4548
4549         return false;
4550 }
4551
4552 /**
4553  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
4554  * @env: The load balancing environment.
4555  * @balance: Should we balance.
4556  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
4557  */
4558 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env,
4559                                         int *balance, struct sd_lb_stats *sds)
4560 {
4561         struct sched_domain *child = env->sd->child;
4562         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
4563         struct sg_lb_stats sgs;
4564         int load_idx, prefer_sibling = 0;
4565
4566         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
4567                 prefer_sibling = 1;
4568
4569         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
4570
4571         do {
4572                 int local_group;
4573
4574                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
4575                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
4576                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, balance, &sgs);
4577
4578                 if (local_group && !(*balance))
4579                         return;
4580
4581                 sds->total_load += sgs.group_load;
4582                 sds->total_pwr += sg->sgp->power;
4583
4584                 /*
4585                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
4586                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
4587                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
4588                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
4589                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
4590                  * extra check prevents the case where you always pull from the
4591                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
4592                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
4593                  */
4594                 if (prefer_sibling && !local_group && sds->this_has_capacity)
4595                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
4596
4597                 if (local_group) {
4598                         sds->this_load = sgs.avg_load;
4599                         sds->this = sg;
4600                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4601                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4602                         sds->this_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4603                         sds->this_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4604                 } else if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, &sgs)) {
4605                         sds->max_load = sgs.avg_load;
4606                         sds->busiest = sg;
4607                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4608                         sds->busiest_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4609                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
4610                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4611                         sds->busiest_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4612                         sds->busiest_group_weight = sgs.group_weight;
4613                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
4614                 }
4615
4616                 sg = sg->next;
4617         } while (sg != env->sd->groups);
4618 }
4619
4620 /**
4621  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
4622  *                      sched doman.
4623  *
4624  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
4625  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
4626  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
4627  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
4628  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
4629  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
4630  *
4631  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
4632  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
4633  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
4634  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
4635  * number.
4636  *
4637  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
4638  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
4639  *
4640  * @env: The load balancing environment.
4641  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
4642  */
4643 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4644 {
4645         int busiest_cpu;
4646
4647         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
4648                 return 0;
4649
4650         if (!sds->busiest)
4651                 return 0;
4652
4653         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
4654         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
4655                 return 0;
4656
4657         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
4658                 sds->max_load * sds->busiest->sgp->power, SCHED_POWER_SCALE);
4659
4660         return 1;
4661 }
4662
4663 /**
4664  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
4665  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
4666  *                      load balancing.
4667  * @env: The load balancing environment.
4668  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4669  */
4670 static inline
4671 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4672 {
4673         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
4674         unsigned int imbn = 2;
4675         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
4676
4677         if (sds->this_nr_running) {
4678                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
4679                 if (sds->busiest_load_per_task >
4680                                 sds->this_load_per_task)
4681                         imbn = 1;
4682         } else {
4683                 sds->this_load_per_task =
4684                         cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
4685         }
4686
4687         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
4688                                          * SCHED_POWER_SCALE;
4689         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->sgp->power;
4690
4691         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
4692                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
4693                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4694                 return;
4695         }
4696
4697         /*
4698          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
4699          * however we may be able to increase total CPU power used by
4700          * moving them.
4701          */
4702
4703         pwr_now += sds->busiest->sgp->power *
4704                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
4705         pwr_now += sds->this->sgp->power *
4706                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
4707         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
4708
4709         /* Amount of load we'd subtract */
4710         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4711                 sds->busiest->sgp->power;
4712         if (sds->max_load > tmp)
4713                 pwr_move += sds->busiest->sgp->power *
4714                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
4715
4716         /* Amount of load we'd add */
4717         if (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power <
4718                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE)
4719                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power) /
4720                         sds->this->sgp->power;
4721         else
4722                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4723                         sds->this->sgp->power;
4724         pwr_move += sds->this->sgp->power *
4725                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
4726         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
4727
4728         /* Move if we gain throughput */
4729         if (pwr_move > pwr_now)
4730                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4731 }
4732
4733 /**
4734  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
4735  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
4736  * @env: load balance environment
4737  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4738  */
4739 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4740 {
4741         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
4742
4743         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
4744         if (sds->group_imb) {
4745                 sds->busiest_load_per_task =
4746                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
4747         }
4748
4749         /*
4750          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
4751          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
4752          * its cpu_power, while calculating max_load..)
4753          */
4754         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
4755                 env->imbalance = 0;
4756                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4757         }
4758
4759         if (!sds->group_imb) {
4760                 /*
4761                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
4762                  */
4763                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
4764                                                 sds->busiest_group_capacity);
4765
4766                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
4767
4768                 load_above_capacity /= sds->busiest->sgp->power;
4769         }
4770
4771         /*
4772          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4773          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4774          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
4775          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
4776          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
4777          * for the minimum possible imbalance.
4778          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
4779          * with unsigned longs.
4780          */
4781         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
4782
4783         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
4784         env->imbalance = min(max_pull * sds->busiest->sgp->power,
4785                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->sgp->power)
4786                         / SCHED_POWER_SCALE;
4787
4788         /*
4789          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
4790          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
4791          * a think about bumping its value to force at least one task to be
4792          * moved
4793          */
4794         if (env->imbalance < sds->busiest_load_per_task)
4795                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4796
4797 }
4798
4799 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
4800
4801 /**
4802  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
4803  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
4804  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
4805  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
4806  * such a group exists.
4807  *
4808  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
4809  * to restore balance.
4810  *
4811  * @env: The load balancing environment.
4812  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
4813  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
4814  *
4815  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
4816  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
4817  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
4818  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
4819  */
4820 static struct sched_group *
4821 find_busiest_group(struct lb_env *env, int *balance)
4822 {
4823         struct sd_lb_stats sds;
4824
4825         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
4826
4827         /*
4828          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
4829          * this level.
4830          */
4831         update_sd_lb_stats(env, balance, &sds);
4832
4833         /*
4834          * this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing at
4835          * this level.
4836          */
4837         if (!(*balance))
4838                 goto ret;
4839
4840         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
4841             check_asym_packing(env, &sds))
4842                 return sds.busiest;
4843
4844         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
4845         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4846                 goto out_balanced;
4847
4848         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4849
4850         /*
4851          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
4852          * work because they assumes all things are equal, which typically
4853          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
4854          */
4855         if (sds.group_imb)
4856                 goto force_balance;
4857
4858         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
4859         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && sds.this_has_capacity &&
4860                         !sds.busiest_has_capacity)
4861                 goto force_balance;
4862
4863         /*
4864          * If the local group is more busy than the selected busiest group
4865          * don't try and pull any tasks.
4866          */
4867         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4868                 goto out_balanced;
4869
4870         /*
4871          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
4872          * average load.
4873          */
4874         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4875                 goto out_balanced;
4876
4877         if (env->idle == CPU_IDLE) {
4878                 /*
4879                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
4880                  * have more tasks than the number of available cpu's and
4881                  * there is no imbalance between this and busiest group
4882                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
4883                  */
4884                 if ((sds.this_idle_cpus <= sds.busiest_idle_cpus + 1) &&
4885                     sds.busiest_nr_running <= sds.busiest_group_weight)
4886                         goto out_balanced;
4887         } else {
4888                 /*
4889                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
4890                  * imbalance_pct to be conservative.
4891                  */
4892                 if (100 * sds.max_load <= env->sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4893                         goto out_balanced;
4894         }
4895
4896 force_balance:
4897         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4898         calculate_imbalance(env, &sds);
4899         return sds.busiest;
4900
4901 out_balanced:
4902 ret:
4903         env->imbalance = 0;
4904         return NULL;
4905 }
4906
4907 /*
4908  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4909  */
4910 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
4911                                      struct sched_group *group)
4912 {
4913         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4914         unsigned long max_load = 0;
4915         int i;
4916
4917         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4918                 unsigned long power = power_of(i);
4919                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
4920                                                            SCHED_POWER_SCALE);
4921                 unsigned long wl;
4922
4923                 if (!capacity)
4924                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4925
4926                 if (!cpumask_test_cpu(i, env->cpus))
4927                         continue;
4928
4929                 rq = cpu_rq(i);
4930                 wl = weighted_cpuload(i);
4931
4932                 /*
4933                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
4934                  * which is not scaled with the cpu power.
4935                  */
4936                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
4937                         continue;
4938
4939                 /*
4940                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
4941                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
4942                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
4943                  * running at a lower capacity.
4944                  */
4945                 wl = (wl * SCHED_POWER_SCALE) / power;
4946
4947                 if (wl > max_load) {
4948                         max_load = wl;
4949                         busiest = rq;
4950                 }
4951         }
4952
4953         return busiest;
4954 }
4955
4956 /*
4957  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4958  * so long as it is large enough.
4959  */
4960 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4961
4962 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4963 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4964
4965 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
4966 {
4967         struct sched_domain *sd = env->sd;
4968
4969         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
4970
4971                 /*
4972                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
4973                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
4974                  * lowest numbered CPUs.
4975                  */
4976                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
4977                         return 1;
4978         }
4979
4980         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
4981 }
4982
4983 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
4984
4985 /*
4986  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4987  * tasks if there is an imbalance.
4988  */
4989 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4990                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4991                         int *balance)
4992 {
4993         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
4994         int lb_iterations, max_lb_iterations;
4995         struct sched_group *group;
4996         struct rq *busiest;
4997         unsigned long flags;
4998         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4999
5000         struct lb_env env = {
5001                 .sd             = sd,
5002                 .dst_cpu        = this_cpu,
5003                 .dst_rq         = this_rq,
5004                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
5005                 .idle           = idle,
5006                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
5007                 .cpus           = cpus,
5008         };
5009
5010         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
5011         max_lb_iterations = cpumask_weight(env.dst_grpmask);
5012
5013         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
5014
5015 redo:
5016         group = find_busiest_group(&env, balance);
5017
5018         if (*balance == 0)
5019                 goto out_balanced;
5020
5021         if (!group) {
5022                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
5023                 goto out_balanced;
5024         }
5025
5026         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
5027         if (!busiest) {
5028                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
5029                 goto out_balanced;
5030         }
5031
5032         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
5033
5034         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
5035
5036         ld_moved = 0;
5037         lb_iterations = 1;
5038         if (busiest->nr_running > 1) {
5039                 /*
5040                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
5041                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
5042                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
5043                  * correctly treated as an imbalance.
5044                  */
5045                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
5046                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
5047                 env.src_rq    = busiest;
5048                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
5049
5050                 update_h_load(env.src_cpu);
5051 more_balance:
5052                 local_irq_save(flags);
5053                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
5054
5055                 /*
5056                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
5057                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
5058                  */
5059                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
5060                 ld_moved += cur_ld_moved;
5061                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
5062                 local_irq_restore(flags);
5063
5064                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
5065                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
5066                         goto more_balance;
5067                 }
5068
5069                 /*
5070                  * some other cpu did the load balance for us.
5071                  */
5072                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
5073                         resched_cpu(env.dst_cpu);
5074
5075                 /*
5076                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
5077                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
5078                  * where they can run. The upper limit on how many times we
5079                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
5080                  * sched_group.
5081                  *
5082                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
5083                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
5084                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
5085                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
5086                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
5087                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
5088                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
5089                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
5090                  * This however should not happen so much in practice and
5091                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
5092                  * excess load moved.
5093                  */
5094                 if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0 &&
5095                                 lb_iterations++ < max_lb_iterations) {
5096
5097                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
5098                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
5099                         env.flags       &= ~LBF_SOME_PINNED;
5100                         env.loop         = 0;
5101                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
5102                         /*
5103                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
5104                          * need to continue with same src_cpu.
5105                          */
5106                         goto more_balance;
5107                 }
5108
5109                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
5110                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
5111                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
5112                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
5113                                 env.loop = 0;
5114                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
5115                                 goto redo;
5116                         }
5117                         goto out_balanced;
5118                 }
5119         }
5120
5121         if (!ld_moved) {
5122                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
5123                 /*
5124                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
5125                  * We do not want newidle balance, which can be very
5126                  * frequent, pollute the failure counter causing
5127                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
5128                  */
5129                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
5130                         sd->nr_balance_failed++;
5131
5132                 if (need_active_balance(&env)) {
5133                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
5134
5135                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
5136                          * if the curr task on busiest cpu can't be
5137                          * moved to this_cpu
5138                          */
5139                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
5140                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
5141                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
5142                                                             flags);
5143                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
5144                                 goto out_one_pinned;
5145                         }
5146
5147                         /*
5148                          * ->active_balance synchronizes accesses to
5149                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
5150                          * only after active load balance is finished.
5151                          */
5152                         if (!busiest->active_balance) {
5153                                 busiest->active_balance = 1;
5154                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
5155                                 active_balance = 1;
5156                         }
5157                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
5158
5159                         if (active_balance) {
5160                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
5161                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
5162                                         &busiest->active_balance_work);
5163                         }
5164
5165                         /*
5166                          * We've kicked active balancing, reset the failure
5167                          * counter.
5168                          */
5169                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
5170                 }
5171         } else
5172                 sd->nr_balance_failed = 0;
5173
5174         if (likely(!active_balance)) {
5175                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
5176                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
5177         } else {
5178                 /*
5179                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
5180                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
5181                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
5182                  * move_tasks).
5183                  */
5184                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
5185                         sd->balance_interval *= 2;
5186         }
5187
5188         goto out;
5189
5190 out_balanced:
5191         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
5192
5193         sd->nr_balance_failed = 0;
5194
5195 out_one_pinned:
5196         /* tune up the balancing interval */
5197         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
5198                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
5199                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
5200                 sd->balance_interval *= 2;
5201
5202         ld_moved = 0;
5203 out:
5204         return ld_moved;
5205 }
5206
5207 /*
5208  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
5209  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
5210  */
5211 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
5212 {
5213         struct sched_domain *sd;
5214         int pulled_task = 0;
5215         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
5216
5217         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
5218
5219         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
5220                 return;
5221
5222         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
5223
5224         /*
5225          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
5226          */
5227         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
5228
5229         update_blocked_averages(this_cpu);
5230         rcu_read_lock();
5231         for_each_domain(this_cpu, sd) {
5232                 unsigned long interval;
5233                 int balance = 1;
5234
5235                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5236                         continue;
5237
5238                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
5239                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
5240                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
5241                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
5242                 }
5243
5244                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5245                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
5246                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5247                 if (pulled_task) {
5248                         this_rq->idle_stamp = 0;
5249                         break;
5250                 }
5251         }
5252         rcu_read_unlock();
5253
5254         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
5255
5256         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
5257                 /*
5258                  * We are going idle. next_balance may be set based on
5259                  * a busy processor. So reset next_balance.
5260                  */
5261                 this_rq->next_balance = next_balance;
5262         }
5263 }
5264
5265 /*
5266  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
5267  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
5268  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
5269  * avoids physical / logical imbalances.
5270  */
5271 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
5272 {
5273         struct rq *busiest_rq = data;
5274         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
5275         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
5276         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
5277         struct sched_domain *sd;
5278
5279         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
5280
5281         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
5282         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
5283                      !busiest_rq->active_balance))
5284                 goto out_unlock;
5285
5286         /* Is there any task to move? */
5287         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
5288                 goto out_unlock;
5289
5290         /*
5291          * This condition is "impossible", if it occurs
5292          * we need to fix it. Originally reported by
5293          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
5294          */
5295         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
5296
5297         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
5298         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
5299
5300         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
5301         rcu_read_lock();
5302         for_each_domain(target_cpu, sd) {
5303                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
5304                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
5305                                 break;
5306         }
5307
5308         if (likely(sd)) {
5309                 struct lb_env env = {
5310                         .sd             = sd,
5311                         .dst_cpu        = target_cpu,
5312                         .dst_rq         = target_rq,
5313                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
5314                         .src_rq         = busiest_rq,
5315                         .idle           = CPU_IDLE,
5316                 };
5317
5318                 schedstat_inc(sd, alb_count);
5319
5320                 if (move_one_task(&env))
5321                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
5322                 else
5323                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
5324         }
5325         rcu_read_unlock();
5326         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
5327 out_unlock:
5328         busiest_rq->active_balance = 0;
5329         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
5330         return 0;
5331 }
5332
5333 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5334 /*
5335  * idle load balancing details
5336  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
5337  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
5338  *   load balancing for all the idle CPUs.
5339  */
5340 static struct {
5341         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5342         atomic_t nr_cpus;
5343         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5344 } nohz ____cacheline_aligned;
5345
5346 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
5347 {
5348         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
5349
5350         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
5351                 return ilb;
5352
5353         return nr_cpu_ids;
5354 }
5355
5356 /*
5357  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
5358  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
5359  * CPU (if there is one).
5360  */
5361 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
5362 {
5363         int ilb_cpu;
5364
5365         nohz.next_balance++;
5366
5367         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
5368
5369         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
5370                 return;
5371
5372         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
5373                 return;
5374         /*
5375          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
5376          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
5377          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
5378          * will be run before returning from the IPI.
5379          */
5380         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
5381         return;
5382 }
5383
5384 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
5385 {
5386         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
5387                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5388                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
5389                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5390         }
5391 }
5392
5393 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
5394 {
5395         struct sched_domain *sd;
5396         int cpu = smp_processor_id();
5397
5398         if (!test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
5399                 return;
5400         clear_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
5401
5402         rcu_read_lock();
5403         for_each_domain(cpu, sd)
5404                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5405         rcu_read_unlock();
5406 }
5407
5408 void set_cpu_sd_state_idle(void)
5409 {
5410         struct sched_domain *sd;
5411         int cpu = smp_processor_id();
5412
5413         if (test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
5414                 return;
5415         set_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
5416
5417         rcu_read_lock();
5418         for_each_domain(cpu, sd)
5419                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5420         rcu_read_unlock();
5421 }
5422
5423 /*
5424  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
5425  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
5426  */
5427 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
5428 {
5429         /*
5430          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
5431          */
5432         if (!cpu_active(cpu))
5433                 return;
5434
5435         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
5436                 return;
5437
5438         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5439         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
5440         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5441 }
5442
5443 static int __cpuinit sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
5444                                         unsigned long action, void *hcpu)
5445 {
5446         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5447         case CPU_DYING:
5448                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
5449                 return NOTIFY_OK;
5450         default:
5451                 return NOTIFY_DONE;
5452         }
5453 }
5454 #endif
5455
5456 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
5457
5458 /*
5459  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
5460  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
5461  */
5462 void update_max_interval(void)
5463 {
5464         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
5465 }
5466
5467 /*
5468  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
5469  * and initiates a balancing operation if so.
5470  *
5471  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
5472  */
5473 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
5474 {
5475         int balance = 1;
5476         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5477         unsigned long interval;
5478         struct sched_domain *sd;
5479         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
5480         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
5481         int update_next_balance = 0;
5482         int need_serialize;
5483
5484         update_blocked_averages(cpu);
5485
5486         rcu_read_lock();
5487         for_each_domain(cpu, sd) {
5488                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5489                         continue;
5490
5491                 interval = sd->balance_interval;
5492                 if (idle != CPU_IDLE)
5493                         interval *= sd->busy_factor;
5494
5495                 /* scale ms to jiffies */
5496                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
5497                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5498
5499                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
5500
5501                 if (need_serialize) {
5502                         if (!spin_trylock(&balancing))
5503                                 goto out;
5504                 }
5505
5506                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
5507                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
5508                                 /*
5509                                  * We've pulled tasks over so either we're no
5510                                  * longer idle.
5511                                  */
5512                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
5513                         }
5514                         sd->last_balance = jiffies;
5515                 }
5516                 if (need_serialize)
5517                         spin_unlock(&balancing);
5518 out:
5519                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
5520                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5521                         update_next_balance = 1;
5522                 }
5523
5524                 /*
5525                  * Stop the load balance at this level. There is another
5526                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
5527                  * actively.
5528                  */
5529                 if (!balance)
5530                         break;
5531         }
5532         rcu_read_unlock();
5533
5534         /*
5535          * next_balance will be updated only when there is a need.
5536          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
5537          * updated.
5538          */
5539         if (likely(update_next_balance))
5540                 rq->next_balance = next_balance;
5541 }
5542
5543 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5544 /*
5545  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
5546  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
5547  */
5548 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
5549 {
5550         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5551         struct rq *rq;
5552         int balance_cpu;
5553
5554         if (idle != CPU_IDLE ||
5555             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
5556                 goto end;
5557
5558         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
5559                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
5560                         continue;
5561
5562                 /*
5563                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
5564                  * work being done for other cpus. Next load
5565                  * balancing owner will pick it up.
5566                  */
5567                 if (need_resched())
5568                         break;
5569
5570                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
5571
5572                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
5573                 update_rq_clock(rq);
5574                 update_idle_cpu_load(rq);
5575                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
5576
5577                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
5578
5579                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
5580                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
5581         }
5582         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
5583 end:
5584         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
5585 }
5586
5587 /*
5588  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
5589  * of an idle cpu is the system.
5590  *   - This rq has more than one task.
5591  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
5592  *     busy cpu's exceeding the group's power.
5593  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
5594  *     domain span are idle.
5595  */
5596 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
5597 {
5598         unsigned long now = jiffies;
5599         struct sched_domain *sd;
5600
5601         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
5602                 return 0;
5603
5604        /*
5605         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
5606         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
5607         */
5608         set_cpu_sd_state_busy();
5609         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5610
5611         /*
5612          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
5613          * balancing.
5614          */
5615         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
5616                 return 0;
5617
5618         if (time_before(now, nohz.next_balance))
5619                 return 0;
5620
5621         if (rq->nr_running >= 2)
5622                 goto need_kick;
5623
5624         rcu_read_lock();
5625         for_each_domain(cpu, sd) {
5626                 struct sched_group *sg = sd->groups;
5627                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
5628                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
5629
5630                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
5631                         goto need_kick_unlock;
5632
5633                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
5634                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
5635                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
5636                         goto need_kick_unlock;
5637
5638                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
5639                         break;
5640         }
5641         rcu_read_unlock();
5642         return 0;
5643
5644 need_kick_unlock:
5645         rcu_read_unlock();
5646 need_kick:
5647         return 1;
5648 }
5649 #else
5650 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
5651 #endif
5652
5653 /*
5654  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
5655  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
5656  */
5657 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
5658 {
5659         int this_cpu = smp_processor_id();
5660         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5661         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
5662                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
5663
5664         rebalance_domains(this_cpu, idle);
5665
5666         /*
5667          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
5668          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
5669          * stopped.
5670          */
5671         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
5672 }
5673
5674 static inline int on_null_domain(int cpu)
5675 {
5676         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
5677 }
5678
5679 /*
5680  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
5681  */
5682 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
5683 {
5684         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
5685         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
5686             likely(!on_null_domain(cpu)))
5687                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
5688 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5689         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
5690                 nohz_balancer_kick(cpu);
5691 #endif
5692 }
5693
5694 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
5695 {
5696         update_sysctl();
5697 }
5698
5699 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
5700 {
5701         update_sysctl();
5702
5703         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
5704         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
5705 }
5706
5707 #endif /* CONFIG_SMP */
5708
5709 /*
5710  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
5711  */
5712 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
5713 {
5714         struct cfs_rq *cfs_rq;
5715         struct sched_entity *se = &curr->se;
5716
5717         for_each_sched_entity(se) {
5718                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5719                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
5720         }
5721
5722         if (sched_feat_numa(NUMA))
5723                 task_tick_numa(rq, curr);
5724
5725         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
5726 }
5727
5728 /*
5729  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
5730  *  - child not yet on the tasklist
5731  *  - preemption disabled
5732  */
5733 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
5734 {
5735         struct cfs_rq *cfs_rq;
5736         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
5737         int this_cpu = smp_processor_id();
5738         struct rq *rq = this_rq();
5739         unsigned long flags;
5740
5741         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5742
5743         update_rq_clock(rq);
5744
5745         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
5746         curr = cfs_rq->curr;
5747
5748         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu)) {
5749                 rcu_read_lock();
5750                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
5751                 rcu_read_unlock();
5752         }
5753
5754         update_curr(cfs_rq);
5755
5756         if (curr)
5757                 se->vruntime = curr->vruntime;
5758         place_entity(cfs_rq, se, 1);
5759
5760         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
5761                 /*
5762                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
5763                  * 'current' within the tree based on its new key value.
5764                  */
5765                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
5766                 resched_task(rq->curr);
5767         }
5768
5769         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5770
5771         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5772 }
5773
5774 /*
5775  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
5776  * the current task.
5777  */
5778 static void
5779 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
5780 {
5781         if (!p->se.on_rq)
5782                 return;
5783
5784         /*
5785          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
5786          * our priority decreased, or if we are not currently running on
5787          * this runqueue and our priority is higher than the current's
5788          */
5789         if (rq->curr == p) {
5790                 if (p->prio > oldprio)
5791                         resched_task(rq->curr);
5792         } else
5793                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5794 }
5795
5796 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5797 {
5798         struct sched_entity *se = &p->se;
5799         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5800
5801         /*
5802          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
5803          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
5804          * do the right thing.
5805          *
5806          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
5807          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
5808          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
5809          */
5810         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
5811                 /*
5812                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
5813                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
5814                  */
5815                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
5816                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5817         }
5818
5819 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && defined(CONFIG_SMP)
5820         /*
5821         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
5822         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
5823         * switch back.
5824         */
5825         if (p->se.avg.decay_count) {
5826                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
5827                 __synchronize_entity_decay(&p->se);
5828                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq,
5829                                 p->se.avg.load_avg_contrib);
5830         }
5831 #endif
5832 }
5833
5834 /*
5835  * We switched to the sched_fair class.
5836  */
5837 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5838 {
5839         if (!p->se.on_rq)
5840                 return;
5841
5842         /*
5843          * We were most likely switched from sched_rt, so
5844          * kick off the schedule if running, otherwise just see
5845          * if we can still preempt the current task.
5846          */
5847         if (rq->curr == p)
5848                 resched_task(rq->curr);
5849         else
5850                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5851 }
5852
5853 /* Account for a task changing its policy or group.
5854  *
5855  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
5856  * migrates between groups/classes.
5857  */
5858 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
5859 {
5860         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
5861
5862         for_each_sched_entity(se) {
5863                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5864
5865                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5866                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
5867                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5868         }
5869 }
5870
5871 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5872 {
5873         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
5874         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
5875 #ifndef CONFIG_64BIT
5876         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
5877 #endif
5878 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && defined(CONFIG_SMP)
5879         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
5880         atomic64_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
5881 #endif
5882 }
5883
5884 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5885 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
5886 {
5887         struct cfs_rq *cfs_rq;
5888         /*
5889          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
5890          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
5891          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
5892          * bonus in place_entity()).
5893          *
5894          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
5895          * ->vruntime to a relative base.
5896          *
5897          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
5898          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
5899          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
5900          */
5901         /*
5902          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
5903          * But there are some cases where it has already been normalized:
5904          *
5905          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
5906          *   wake_up_new_task().
5907          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
5908          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
5909          *
5910          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
5911          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
5912          */
5913         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
5914                 on_rq = 1;
5915
5916         if (!on_rq)
5917                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5918         set_task_rq(p, task_cpu(p));
5919         if (!on_rq) {
5920                 cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
5921                 p->se.vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
5922 #ifdef CONFIG_SMP
5923                 /*
5924                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
5925                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
5926                  * decay.
5927                  */
5928                 p->se.avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
5929                 cfs_rq->blocked_load_avg += p->se.avg.load_avg_contrib;
5930 #endif
5931         }
5932 }
5933
5934 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
5935 {
5936         int i;
5937
5938         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5939
5940         for_each_possible_cpu(i) {
5941                 if (tg->cfs_rq)
5942                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
5943                 if (tg->se)
5944                         kfree(tg->se[i]);
5945         }
5946
5947         kfree(tg->cfs_rq);
5948         kfree(tg->se);
5949 }
5950
5951 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
5952 {
5953         struct cfs_rq *cfs_rq;
5954         struct sched_entity *se;
5955         int i;
5956
5957         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5958         if (!tg->cfs_rq)
5959                 goto err;
5960         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5961         if (!tg->se)
5962                 goto err;
5963
5964         tg->shares = NICE_0_LOAD;
5965
5966         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5967
5968         for_each_possible_cpu(i) {
5969                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
5970                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5971                 if (!cfs_rq)
5972                         goto err;
5973
5974                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
5975                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5976                 if (!se)
5977                         goto err_free_rq;
5978
5979                 init_cfs_rq(cfs_rq);
5980                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
5981         }
5982
5983         return 1;
5984
5985 err_free_rq:
5986         kfree(cfs_rq);
5987 err:
5988         return 0;
5989 }
5990
5991 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
5992 {
5993         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5994         unsigned long flags;
5995
5996         /*
5997         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
5998         * check on_list without danger of it being re-added.
5999         */
6000         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
6001                 return;
6002
6003         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6004         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
6005         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6006 }
6007
6008 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
6009                         struct sched_entity *se, int cpu,
6010                         struct sched_entity *parent)
6011 {
6012         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6013
6014         cfs_rq->tg = tg;
6015         cfs_rq->rq = rq;
6016         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
6017
6018         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
6019         tg->se[cpu] = se;
6020
6021         /* se could be NULL for root_task_group */
6022         if (!se)
6023                 return;
6024
6025         if (!parent)
6026                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
6027         else
6028                 se->cfs_rq = parent->my_q;
6029
6030         se->my_q = cfs_rq;
6031         update_load_set(&se->load, 0);
6032         se->parent = parent;
6033 }
6034
6035 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
6036
6037 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
6038 {
6039         int i;
6040         unsigned long flags;
6041
6042         /*
6043          * We can't change the weight of the root cgroup.
6044          */
6045         if (!tg->se[0])
6046                 return -EINVAL;
6047
6048         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
6049
6050         mutex_lock(&shares_mutex);
6051         if (tg->shares == shares)
6052                 goto done;
6053
6054         tg->shares = shares;
6055         for_each_possible_cpu(i) {
6056                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6057                 struct sched_entity *se;
6058
6059                 se = tg->se[i];
6060                 /* Propagate contribution to hierarchy */
6061                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6062                 for_each_sched_entity(se)
6063                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
6064                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6065         }
6066
6067 done:
6068         mutex_unlock(&shares_mutex);
6069         return 0;
6070 }
6071 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6072
6073 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
6074
6075 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6076 {
6077         return 1;
6078 }
6079
6080 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
6081
6082 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6083
6084
6085 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
6086 {
6087         struct sched_entity *se = &task->se;
6088         unsigned int rr_interval = 0;
6089
6090         /*
6091          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
6092          * idle runqueue:
6093          */
6094         if (rq->cfs.load.weight)
6095                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
6096
6097         return rr_interval;
6098 }
6099
6100 /*
6101  * All the scheduling class methods:
6102  */
6103 const struct sched_class fair_sched_class = {
6104         .next                   = &idle_sched_class,
6105         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
6106         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
6107         .yield_task             = yield_task_fair,
6108         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
6109
6110         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
6111
6112         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
6113         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
6114
6115 #ifdef CONFIG_SMP
6116         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
6117 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6118         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
6119 #endif
6120         .rq_online              = rq_online_fair,
6121         .rq_offline             = rq_offline_fair,
6122
6123         .task_waking            = task_waking_fair,
6124 #endif
6125
6126         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
6127         .task_tick              = task_tick_fair,
6128         .task_fork              = task_fork_fair,
6129
6130         .prio_changed           = prio_changed_fair,
6131         .switched_from          = switched_from_fair,
6132         .switched_to            = switched_to_fair,
6133
6134         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
6135
6136 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6137         .task_move_group        = task_move_group_fair,
6138 #endif
6139 };
6140
6141 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6142 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
6143 {
6144         struct cfs_rq *cfs_rq;
6145
6146         rcu_read_lock();
6147         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
6148                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
6149         rcu_read_unlock();
6150 }
6151 #endif
6152
6153 __init void init_sched_fair_class(void)
6154 {
6155 #ifdef CONFIG_SMP
6156         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
6157
6158 #ifdef CONFIG_NO_HZ
6159         nohz.next_balance = jiffies;
6160         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
6161         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
6162 #endif
6163 #endif /* SMP */
6164
6165 }