Merge branch 'fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/arm/arm-soc
[linux-2.6.git] / kernel / sched_fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26
27 /*
28  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
29  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
30  *
31  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
32  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
33  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
34  * based scheduling concepts.
35  *
36  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
37  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
38  */
39 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
40 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
41
42 /*
43  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
44  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
45  *
46  * Options are:
47  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
48  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
49  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
50  */
51 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
52         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
53
54 /*
55  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
56  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
57  */
58 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
59 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
60
61 /*
62  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
63  */
64 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
65
66 /*
67  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
68  * parent will (try to) run first.
69  */
70 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
71
72 /*
73  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
74  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
75  *
76  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
77  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
78  * have immediate wakeup/sleep latencies.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
81 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
82
83 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
84
85 /*
86  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
87  * distribution.
88  * (default: 10msec)
89  */
90 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
91
92 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
93 /*
94  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
95  * each time a cfs_rq requests quota.
96  *
97  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
98  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
99  * we will always only issue the remaining available time.
100  *
101  * default: 5 msec, units: microseconds
102   */
103 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
104 #endif
105
106 static const struct sched_class fair_sched_class;
107
108 /**************************************************************
109  * CFS operations on generic schedulable entities:
110  */
111
112 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
113
114 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
115 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
116 {
117         return cfs_rq->rq;
118 }
119
120 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
121 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
122
123 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
124 {
125 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
126         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
127 #endif
128         return container_of(se, struct task_struct, se);
129 }
130
131 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
132 #define for_each_sched_entity(se) \
133                 for (; se; se = se->parent)
134
135 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
136 {
137         return p->se.cfs_rq;
138 }
139
140 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
141 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
142 {
143         return se->cfs_rq;
144 }
145
146 /* runqueue "owned" by this group */
147 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
148 {
149         return grp->my_q;
150 }
151
152 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
153 {
154         if (!cfs_rq->on_list) {
155                 /*
156                  * Ensure we either appear before our parent (if already
157                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
158                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
159                  * reduces this to two cases.
160                  */
161                 if (cfs_rq->tg->parent &&
162                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
163                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
164                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
165                 } else {
166                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
167                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
168                 }
169
170                 cfs_rq->on_list = 1;
171         }
172 }
173
174 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
175 {
176         if (cfs_rq->on_list) {
177                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
178                 cfs_rq->on_list = 0;
179         }
180 }
181
182 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
183 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
184         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
185
186 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
187 static inline int
188 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
189 {
190         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
191                 return 1;
192
193         return 0;
194 }
195
196 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
197 {
198         return se->parent;
199 }
200
201 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
202 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
203 {
204         int depth = 0;
205
206         for_each_sched_entity(se)
207                 depth++;
208
209         return depth;
210 }
211
212 static void
213 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
214 {
215         int se_depth, pse_depth;
216
217         /*
218          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
219          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
220          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
221          * parent.
222          */
223
224         /* First walk up until both entities are at same depth */
225         se_depth = depth_se(*se);
226         pse_depth = depth_se(*pse);
227
228         while (se_depth > pse_depth) {
229                 se_depth--;
230                 *se = parent_entity(*se);
231         }
232
233         while (pse_depth > se_depth) {
234                 pse_depth--;
235                 *pse = parent_entity(*pse);
236         }
237
238         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
239                 *se = parent_entity(*se);
240                 *pse = parent_entity(*pse);
241         }
242 }
243
244 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
245
246 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
247 {
248         return container_of(se, struct task_struct, se);
249 }
250
251 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
252 {
253         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
254 }
255
256 #define entity_is_task(se)      1
257
258 #define for_each_sched_entity(se) \
259                 for (; se; se = NULL)
260
261 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
262 {
263         return &task_rq(p)->cfs;
264 }
265
266 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
267 {
268         struct task_struct *p = task_of(se);
269         struct rq *rq = task_rq(p);
270
271         return &rq->cfs;
272 }
273
274 /* runqueue "owned" by this group */
275 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
276 {
277         return NULL;
278 }
279
280 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
281 {
282 }
283
284 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
285 {
286 }
287
288 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
289                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
290
291 static inline int
292 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
293 {
294         return 1;
295 }
296
297 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
298 {
299         return NULL;
300 }
301
302 static inline void
303 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
304 {
305 }
306
307 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
308
309 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
310                                    unsigned long delta_exec);
311
312 /**************************************************************
313  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
314  */
315
316 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
317 {
318         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
319         if (delta > 0)
320                 min_vruntime = vruntime;
321
322         return min_vruntime;
323 }
324
325 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
326 {
327         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
328         if (delta < 0)
329                 min_vruntime = vruntime;
330
331         return min_vruntime;
332 }
333
334 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
335                                 struct sched_entity *b)
336 {
337         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
338 }
339
340 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
341 {
342         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
343
344         if (cfs_rq->curr)
345                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
346
347         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
348                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
349                                                    struct sched_entity,
350                                                    run_node);
351
352                 if (!cfs_rq->curr)
353                         vruntime = se->vruntime;
354                 else
355                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
356         }
357
358         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
359 #ifndef CONFIG_64BIT
360         smp_wmb();
361         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
362 #endif
363 }
364
365 /*
366  * Enqueue an entity into the rb-tree:
367  */
368 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
369 {
370         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
371         struct rb_node *parent = NULL;
372         struct sched_entity *entry;
373         int leftmost = 1;
374
375         /*
376          * Find the right place in the rbtree:
377          */
378         while (*link) {
379                 parent = *link;
380                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
381                 /*
382                  * We dont care about collisions. Nodes with
383                  * the same key stay together.
384                  */
385                 if (entity_before(se, entry)) {
386                         link = &parent->rb_left;
387                 } else {
388                         link = &parent->rb_right;
389                         leftmost = 0;
390                 }
391         }
392
393         /*
394          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
395          * used):
396          */
397         if (leftmost)
398                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
399
400         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
401         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
402 }
403
404 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
405 {
406         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
407                 struct rb_node *next_node;
408
409                 next_node = rb_next(&se->run_node);
410                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
411         }
412
413         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
414 }
415
416 static struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
417 {
418         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
419
420         if (!left)
421                 return NULL;
422
423         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
424 }
425
426 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
427 {
428         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
429
430         if (!next)
431                 return NULL;
432
433         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
434 }
435
436 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
437 static struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
438 {
439         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
440
441         if (!last)
442                 return NULL;
443
444         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
445 }
446
447 /**************************************************************
448  * Scheduling class statistics methods:
449  */
450
451 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
452                 void __user *buffer, size_t *lenp,
453                 loff_t *ppos)
454 {
455         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
456         int factor = get_update_sysctl_factor();
457
458         if (ret || !write)
459                 return ret;
460
461         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
462                                         sysctl_sched_min_granularity);
463
464 #define WRT_SYSCTL(name) \
465         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
466         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
467         WRT_SYSCTL(sched_latency);
468         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
469 #undef WRT_SYSCTL
470
471         return 0;
472 }
473 #endif
474
475 /*
476  * delta /= w
477  */
478 static inline unsigned long
479 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
480 {
481         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
482                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
483
484         return delta;
485 }
486
487 /*
488  * The idea is to set a period in which each task runs once.
489  *
490  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
491  * this period because otherwise the slices get too small.
492  *
493  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
494  */
495 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
496 {
497         u64 period = sysctl_sched_latency;
498         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
499
500         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
501                 period = sysctl_sched_min_granularity;
502                 period *= nr_running;
503         }
504
505         return period;
506 }
507
508 /*
509  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
510  * proportional to the weight.
511  *
512  * s = p*P[w/rw]
513  */
514 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
515 {
516         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
517
518         for_each_sched_entity(se) {
519                 struct load_weight *load;
520                 struct load_weight lw;
521
522                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
523                 load = &cfs_rq->load;
524
525                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
526                         lw = cfs_rq->load;
527
528                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
529                         load = &lw;
530                 }
531                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
532         }
533         return slice;
534 }
535
536 /*
537  * We calculate the vruntime slice of a to be inserted task
538  *
539  * vs = s/w
540  */
541 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
542 {
543         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
544 }
545
546 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update);
547 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq);
548
549 /*
550  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
551  * are not in our scheduling class.
552  */
553 static inline void
554 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
555               unsigned long delta_exec)
556 {
557         unsigned long delta_exec_weighted;
558
559         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
560                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
561
562         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
563         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
564         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
565
566         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
567         update_min_vruntime(cfs_rq);
568
569 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
570         cfs_rq->load_unacc_exec_time += delta_exec;
571 #endif
572 }
573
574 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
575 {
576         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
577         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
578         unsigned long delta_exec;
579
580         if (unlikely(!curr))
581                 return;
582
583         /*
584          * Get the amount of time the current task was running
585          * since the last time we changed load (this cannot
586          * overflow on 32 bits):
587          */
588         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
589         if (!delta_exec)
590                 return;
591
592         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
593         curr->exec_start = now;
594
595         if (entity_is_task(curr)) {
596                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
597
598                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
599                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
600                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
601         }
602
603         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
604 }
605
606 static inline void
607 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
608 {
609         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
610 }
611
612 /*
613  * Task is being enqueued - update stats:
614  */
615 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
616 {
617         /*
618          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
619          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
620          */
621         if (se != cfs_rq->curr)
622                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
623 }
624
625 static void
626 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
627 {
628         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
629                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
630         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
631         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
632                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
633 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
634         if (entity_is_task(se)) {
635                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
636                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
637         }
638 #endif
639         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
640 }
641
642 static inline void
643 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
644 {
645         /*
646          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
647          * waiting task:
648          */
649         if (se != cfs_rq->curr)
650                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
651 }
652
653 /*
654  * We are picking a new current task - update its stats:
655  */
656 static inline void
657 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
658 {
659         /*
660          * We are starting a new run period:
661          */
662         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
663 }
664
665 /**************************************************
666  * Scheduling class queueing methods:
667  */
668
669 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
670 static void
671 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
672 {
673         cfs_rq->task_weight += weight;
674 }
675 #else
676 static inline void
677 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
678 {
679 }
680 #endif
681
682 static void
683 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
684 {
685         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
686         if (!parent_entity(se))
687                 inc_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
688         if (entity_is_task(se)) {
689                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, se->load.weight);
690                 list_add(&se->group_node, &cfs_rq->tasks);
691         }
692         cfs_rq->nr_running++;
693 }
694
695 static void
696 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
697 {
698         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
699         if (!parent_entity(se))
700                 dec_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
701         if (entity_is_task(se)) {
702                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, -se->load.weight);
703                 list_del_init(&se->group_node);
704         }
705         cfs_rq->nr_running--;
706 }
707
708 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
709 /* we need this in update_cfs_load and load-balance functions below */
710 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
711 # ifdef CONFIG_SMP
712 static void update_cfs_rq_load_contribution(struct cfs_rq *cfs_rq,
713                                             int global_update)
714 {
715         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
716         long load_avg;
717
718         load_avg = div64_u64(cfs_rq->load_avg, cfs_rq->load_period+1);
719         load_avg -= cfs_rq->load_contribution;
720
721         if (global_update || abs(load_avg) > cfs_rq->load_contribution / 8) {
722                 atomic_add(load_avg, &tg->load_weight);
723                 cfs_rq->load_contribution += load_avg;
724         }
725 }
726
727 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
728 {
729         u64 period = sysctl_sched_shares_window;
730         u64 now, delta;
731         unsigned long load = cfs_rq->load.weight;
732
733         if (cfs_rq->tg == &root_task_group || throttled_hierarchy(cfs_rq))
734                 return;
735
736         now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
737         delta = now - cfs_rq->load_stamp;
738
739         /* truncate load history at 4 idle periods */
740         if (cfs_rq->load_stamp > cfs_rq->load_last &&
741             now - cfs_rq->load_last > 4 * period) {
742                 cfs_rq->load_period = 0;
743                 cfs_rq->load_avg = 0;
744                 delta = period - 1;
745         }
746
747         cfs_rq->load_stamp = now;
748         cfs_rq->load_unacc_exec_time = 0;
749         cfs_rq->load_period += delta;
750         if (load) {
751                 cfs_rq->load_last = now;
752                 cfs_rq->load_avg += delta * load;
753         }
754
755         /* consider updating load contribution on each fold or truncate */
756         if (global_update || cfs_rq->load_period > period
757             || !cfs_rq->load_period)
758                 update_cfs_rq_load_contribution(cfs_rq, global_update);
759
760         while (cfs_rq->load_period > period) {
761                 /*
762                  * Inline assembly required to prevent the compiler
763                  * optimising this loop into a divmod call.
764                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
765                  */
766                 asm("" : "+rm" (cfs_rq->load_period));
767                 cfs_rq->load_period /= 2;
768                 cfs_rq->load_avg /= 2;
769         }
770
771         if (!cfs_rq->curr && !cfs_rq->nr_running && !cfs_rq->load_avg)
772                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
773 }
774
775 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
776 {
777         long tg_weight;
778
779         /*
780          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
781          * to gain a more accurate current total weight. See
782          * update_cfs_rq_load_contribution().
783          */
784         tg_weight = atomic_read(&tg->load_weight);
785         tg_weight -= cfs_rq->load_contribution;
786         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
787
788         return tg_weight;
789 }
790
791 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
792 {
793         long tg_weight, load, shares;
794
795         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
796         load = cfs_rq->load.weight;
797
798         shares = (tg->shares * load);
799         if (tg_weight)
800                 shares /= tg_weight;
801
802         if (shares < MIN_SHARES)
803                 shares = MIN_SHARES;
804         if (shares > tg->shares)
805                 shares = tg->shares;
806
807         return shares;
808 }
809
810 static void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
811 {
812         if (cfs_rq->load_unacc_exec_time > sysctl_sched_shares_window) {
813                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
814                 update_cfs_shares(cfs_rq);
815         }
816 }
817 # else /* CONFIG_SMP */
818 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
819 {
820 }
821
822 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
823 {
824         return tg->shares;
825 }
826
827 static inline void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
828 {
829 }
830 # endif /* CONFIG_SMP */
831 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
832                             unsigned long weight)
833 {
834         if (se->on_rq) {
835                 /* commit outstanding execution time */
836                 if (cfs_rq->curr == se)
837                         update_curr(cfs_rq);
838                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
839         }
840
841         update_load_set(&se->load, weight);
842
843         if (se->on_rq)
844                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
845 }
846
847 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
848 {
849         struct task_group *tg;
850         struct sched_entity *se;
851         long shares;
852
853         tg = cfs_rq->tg;
854         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
855         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
856                 return;
857 #ifndef CONFIG_SMP
858         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
859                 return;
860 #endif
861         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
862
863         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
864 }
865 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
866 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
867 {
868 }
869
870 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
871 {
872 }
873
874 static inline void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
875 {
876 }
877 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
878
879 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
880 {
881 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
882         struct task_struct *tsk = NULL;
883
884         if (entity_is_task(se))
885                 tsk = task_of(se);
886
887         if (se->statistics.sleep_start) {
888                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
889
890                 if ((s64)delta < 0)
891                         delta = 0;
892
893                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
894                         se->statistics.sleep_max = delta;
895
896                 se->statistics.sleep_start = 0;
897                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
898
899                 if (tsk) {
900                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
901                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
902                 }
903         }
904         if (se->statistics.block_start) {
905                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
906
907                 if ((s64)delta < 0)
908                         delta = 0;
909
910                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
911                         se->statistics.block_max = delta;
912
913                 se->statistics.block_start = 0;
914                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
915
916                 if (tsk) {
917                         if (tsk->in_iowait) {
918                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
919                                 se->statistics.iowait_count++;
920                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
921                         }
922
923                         /*
924                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
925                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
926                          * amount of time that the task spent sleeping:
927                          */
928                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
929                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
930                                                 (void *)get_wchan(tsk),
931                                                 delta >> 20);
932                         }
933                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
934                 }
935         }
936 #endif
937 }
938
939 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
940 {
941 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
942         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
943
944         if (d < 0)
945                 d = -d;
946
947         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
948                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
949 #endif
950 }
951
952 static void
953 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
954 {
955         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
956
957         /*
958          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
959          * however the extra weight of the new task will slow them down a
960          * little, place the new task so that it fits in the slot that
961          * stays open at the end.
962          */
963         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
964                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
965
966         /* sleeps up to a single latency don't count. */
967         if (!initial) {
968                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
969
970                 /*
971                  * Halve their sleep time's effect, to allow
972                  * for a gentler effect of sleepers:
973                  */
974                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
975                         thresh >>= 1;
976
977                 vruntime -= thresh;
978         }
979
980         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
981         vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
982
983         se->vruntime = vruntime;
984 }
985
986 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
987
988 static void
989 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
990 {
991         /*
992          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
993          * through callig update_curr().
994          */
995         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
996                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
997
998         /*
999          * Update run-time statistics of the 'current'.
1000          */
1001         update_curr(cfs_rq);
1002         update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1003         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1004         update_cfs_shares(cfs_rq);
1005
1006         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1007                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
1008                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1009         }
1010
1011         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1012         check_spread(cfs_rq, se);
1013         if (se != cfs_rq->curr)
1014                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1015         se->on_rq = 1;
1016
1017         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
1018                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
1019                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
1020         }
1021 }
1022
1023 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
1024 {
1025         for_each_sched_entity(se) {
1026                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1027                 if (cfs_rq->last == se)
1028                         cfs_rq->last = NULL;
1029                 else
1030                         break;
1031         }
1032 }
1033
1034 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
1035 {
1036         for_each_sched_entity(se) {
1037                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1038                 if (cfs_rq->next == se)
1039                         cfs_rq->next = NULL;
1040                 else
1041                         break;
1042         }
1043 }
1044
1045 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
1046 {
1047         for_each_sched_entity(se) {
1048                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1049                 if (cfs_rq->skip == se)
1050                         cfs_rq->skip = NULL;
1051                 else
1052                         break;
1053         }
1054 }
1055
1056 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1057 {
1058         if (cfs_rq->last == se)
1059                 __clear_buddies_last(se);
1060
1061         if (cfs_rq->next == se)
1062                 __clear_buddies_next(se);
1063
1064         if (cfs_rq->skip == se)
1065                 __clear_buddies_skip(se);
1066 }
1067
1068 static void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1069
1070 static void
1071 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1072 {
1073         /*
1074          * Update run-time statistics of the 'current'.
1075          */
1076         update_curr(cfs_rq);
1077
1078         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
1079         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
1080 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1081                 if (entity_is_task(se)) {
1082                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
1083
1084                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1085                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1086                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1087                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1088                 }
1089 #endif
1090         }
1091
1092         clear_buddies(cfs_rq, se);
1093
1094         if (se != cfs_rq->curr)
1095                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1096         se->on_rq = 0;
1097         update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1098         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1099
1100         /*
1101          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
1102          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
1103          * movement in our normalized position.
1104          */
1105         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
1106                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1107
1108         /* return excess runtime on last dequeue */
1109         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1110
1111         update_min_vruntime(cfs_rq);
1112         update_cfs_shares(cfs_rq);
1113 }
1114
1115 /*
1116  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1117  */
1118 static void
1119 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
1120 {
1121         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
1122         struct sched_entity *se;
1123         s64 delta;
1124
1125         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
1126         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
1127         if (delta_exec > ideal_runtime) {
1128                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1129                 /*
1130                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
1131                  * re-elected due to buddy favours.
1132                  */
1133                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
1134                 return;
1135         }
1136
1137         /*
1138          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
1139          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
1140          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
1141          */
1142         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
1143                 return;
1144
1145         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1146         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
1147
1148         if (delta < 0)
1149                 return;
1150
1151         if (delta > ideal_runtime)
1152                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1153 }
1154
1155 static void
1156 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1157 {
1158         /* 'current' is not kept within the tree. */
1159         if (se->on_rq) {
1160                 /*
1161                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
1162                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
1163                  * runqueue.
1164                  */
1165                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1166                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1167         }
1168
1169         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
1170         cfs_rq->curr = se;
1171 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1172         /*
1173          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
1174          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
1175          * when there are only lesser-weight tasks around):
1176          */
1177         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
1178                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
1179                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
1180         }
1181 #endif
1182         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
1183 }
1184
1185 static int
1186 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
1187
1188 /*
1189  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
1190  * 1) keep things fair between processes/task groups
1191  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
1192  * 3) pick the "last" process, for cache locality
1193  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
1194  */
1195 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
1196 {
1197         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1198         struct sched_entity *left = se;
1199
1200         /*
1201          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
1202          * be done without getting too unfair.
1203          */
1204         if (cfs_rq->skip == se) {
1205                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
1206                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
1207                         se = second;
1208         }
1209
1210         /*
1211          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
1212          */
1213         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
1214                 se = cfs_rq->last;
1215
1216         /*
1217          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
1218          */
1219         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
1220                 se = cfs_rq->next;
1221
1222         clear_buddies(cfs_rq, se);
1223
1224         return se;
1225 }
1226
1227 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1228
1229 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
1230 {
1231         /*
1232          * If still on the runqueue then deactivate_task()
1233          * was not called and update_curr() has to be done:
1234          */
1235         if (prev->on_rq)
1236                 update_curr(cfs_rq);
1237
1238         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
1239         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1240
1241         check_spread(cfs_rq, prev);
1242         if (prev->on_rq) {
1243                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
1244                 /* Put 'current' back into the tree. */
1245                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
1246         }
1247         cfs_rq->curr = NULL;
1248 }
1249
1250 static void
1251 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
1252 {
1253         /*
1254          * Update run-time statistics of the 'current'.
1255          */
1256         update_curr(cfs_rq);
1257
1258         /*
1259          * Update share accounting for long-running entities.
1260          */
1261         update_entity_shares_tick(cfs_rq);
1262
1263 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1264         /*
1265          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
1266          * validating it and just reschedule.
1267          */
1268         if (queued) {
1269                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1270                 return;
1271         }
1272         /*
1273          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
1274          */
1275         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
1276                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
1277                 return;
1278 #endif
1279
1280         if (cfs_rq->nr_running > 1)
1281                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
1282 }
1283
1284
1285 /**************************************************
1286  * CFS bandwidth control machinery
1287  */
1288
1289 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
1290 /*
1291  * default period for cfs group bandwidth.
1292  * default: 0.1s, units: nanoseconds
1293  */
1294 static inline u64 default_cfs_period(void)
1295 {
1296         return 100000000ULL;
1297 }
1298
1299 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
1300 {
1301         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
1302 }
1303
1304 /*
1305  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
1306  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
1307  * additional synchronization around rq->lock.
1308  *
1309  * requires cfs_b->lock
1310  */
1311 static void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1312 {
1313         u64 now;
1314
1315         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1316                 return;
1317
1318         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
1319         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
1320         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
1321 }
1322
1323 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
1324 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1325 {
1326         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1327         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
1328         u64 amount = 0, min_amount, expires;
1329
1330         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
1331         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
1332
1333         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1334         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1335                 amount = min_amount;
1336         else {
1337                 /*
1338                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
1339                  * period must have elapsed since the last consumption.
1340                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
1341                  * active.
1342                  */
1343                 if (!cfs_b->timer_active) {
1344                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
1345                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
1346                 }
1347
1348                 if (cfs_b->runtime > 0) {
1349                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
1350                         cfs_b->runtime -= amount;
1351                         cfs_b->idle = 0;
1352                 }
1353         }
1354         expires = cfs_b->runtime_expires;
1355         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1356
1357         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
1358         /*
1359          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
1360          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
1361          * issued.
1362          */
1363         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
1364                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
1365
1366         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
1367 }
1368
1369 /*
1370  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
1371  * fact that rq->clock snapshots this value.
1372  */
1373 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1374 {
1375         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1376         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1377
1378         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
1379         if (likely((s64)(rq->clock - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
1380                 return;
1381
1382         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
1383                 return;
1384
1385         /*
1386          * If the local deadline has passed we have to consider the
1387          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
1388          * has not truly expired.
1389          *
1390          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
1391          * whether the global deadline has advanced.
1392          */
1393
1394         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
1395                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
1396                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
1397         } else {
1398                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
1399                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
1400         }
1401 }
1402
1403 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
1404                                      unsigned long delta_exec)
1405 {
1406         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
1407         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
1408         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1409
1410         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
1411                 return;
1412
1413         /*
1414          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
1415          * hierarchy can be throttled
1416          */
1417         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
1418                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1419 }
1420
1421 static __always_inline void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
1422                                                    unsigned long delta_exec)
1423 {
1424         if (!cfs_rq->runtime_enabled)
1425                 return;
1426
1427         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
1428 }
1429
1430 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
1431 {
1432         return cfs_rq->throttled;
1433 }
1434
1435 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
1436 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
1437 {
1438         return cfs_rq->throttle_count;
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
1443  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
1444  * load-balance operations.
1445  */
1446 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
1447                                     int src_cpu, int dest_cpu)
1448 {
1449         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
1450
1451         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
1452         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
1453
1454         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
1455                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
1456 }
1457
1458 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
1459 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
1460 {
1461         struct rq *rq = data;
1462         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1463
1464         cfs_rq->throttle_count--;
1465 #ifdef CONFIG_SMP
1466         if (!cfs_rq->throttle_count) {
1467                 u64 delta = rq->clock_task - cfs_rq->load_stamp;
1468
1469                 /* leaving throttled state, advance shares averaging windows */
1470                 cfs_rq->load_stamp += delta;
1471                 cfs_rq->load_last += delta;
1472
1473                 /* update entity weight now that we are on_rq again */
1474                 update_cfs_shares(cfs_rq);
1475         }
1476 #endif
1477
1478         return 0;
1479 }
1480
1481 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
1482 {
1483         struct rq *rq = data;
1484         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1485
1486         /* group is entering throttled state, record last load */
1487         if (!cfs_rq->throttle_count)
1488                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1489         cfs_rq->throttle_count++;
1490
1491         return 0;
1492 }
1493
1494 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
1495 {
1496         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1497         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1498         struct sched_entity *se;
1499         long task_delta, dequeue = 1;
1500
1501         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1502
1503         /* account load preceding throttle */
1504         rcu_read_lock();
1505         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
1506         rcu_read_unlock();
1507
1508         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
1509         for_each_sched_entity(se) {
1510                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
1511                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
1512                 if (!se->on_rq)
1513                         break;
1514
1515                 if (dequeue)
1516                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
1517                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
1518
1519                 if (qcfs_rq->load.weight)
1520                         dequeue = 0;
1521         }
1522
1523         if (!se)
1524                 rq->nr_running -= task_delta;
1525
1526         cfs_rq->throttled = 1;
1527         cfs_rq->throttled_timestamp = rq->clock;
1528         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1529         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
1530         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1531 }
1532
1533 static void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
1534 {
1535         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1536         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1537         struct sched_entity *se;
1538         int enqueue = 1;
1539         long task_delta;
1540
1541         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1542
1543         cfs_rq->throttled = 0;
1544         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1545         cfs_b->throttled_time += rq->clock - cfs_rq->throttled_timestamp;
1546         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
1547         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1548         cfs_rq->throttled_timestamp = 0;
1549
1550         update_rq_clock(rq);
1551         /* update hierarchical throttle state */
1552         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
1553
1554         if (!cfs_rq->load.weight)
1555                 return;
1556
1557         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
1558         for_each_sched_entity(se) {
1559                 if (se->on_rq)
1560                         enqueue = 0;
1561
1562                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1563                 if (enqueue)
1564                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
1565                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
1566
1567                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1568                         break;
1569         }
1570
1571         if (!se)
1572                 rq->nr_running += task_delta;
1573
1574         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
1575         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
1576                 resched_task(rq->curr);
1577 }
1578
1579 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
1580                 u64 remaining, u64 expires)
1581 {
1582         struct cfs_rq *cfs_rq;
1583         u64 runtime = remaining;
1584
1585         rcu_read_lock();
1586         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
1587                                 throttled_list) {
1588                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1589
1590                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1591                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1592                         goto next;
1593
1594                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
1595                 if (runtime > remaining)
1596                         runtime = remaining;
1597                 remaining -= runtime;
1598
1599                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
1600                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
1601
1602                 /* we check whether we're throttled above */
1603                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
1604                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
1605
1606 next:
1607                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1608
1609                 if (!remaining)
1610                         break;
1611         }
1612         rcu_read_unlock();
1613
1614         return remaining;
1615 }
1616
1617 /*
1618  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
1619  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
1620  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
1621  * used to track this state.
1622  */
1623 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
1624 {
1625         u64 runtime, runtime_expires;
1626         int idle = 1, throttled;
1627
1628         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1629         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
1630         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1631                 goto out_unlock;
1632
1633         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
1634         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
1635         idle = cfs_b->idle && !throttled;
1636         cfs_b->nr_periods += overrun;
1637
1638         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
1639         if (idle)
1640                 goto out_unlock;
1641
1642         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
1643
1644         if (!throttled) {
1645                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
1646                 cfs_b->idle = 1;
1647                 goto out_unlock;
1648         }
1649
1650         /* account preceding periods in which throttling occurred */
1651         cfs_b->nr_throttled += overrun;
1652
1653         /*
1654          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
1655          * to unthrottle them before making it generally available.  This
1656          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
1657          * allowed to run.
1658          */
1659         runtime = cfs_b->runtime;
1660         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
1661         cfs_b->runtime = 0;
1662
1663         /*
1664          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
1665          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
1666          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
1667          */
1668         while (throttled && runtime > 0) {
1669                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1670                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
1671                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
1672                                                  runtime_expires);
1673                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1674
1675                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
1676         }
1677
1678         /* return (any) remaining runtime */
1679         cfs_b->runtime = runtime;
1680         /*
1681          * While we are ensured activity in the period following an
1682          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
1683          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
1684          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
1685          */
1686         cfs_b->idle = 0;
1687 out_unlock:
1688         if (idle)
1689                 cfs_b->timer_active = 0;
1690         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1691
1692         return idle;
1693 }
1694
1695 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
1696 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
1697 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
1698 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
1699 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
1700 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
1701
1702 /* are we near the end of the current quota period? */
1703 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
1704 {
1705         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
1706         u64 remaining;
1707
1708         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
1709         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
1710                 return 1;
1711
1712         /* is a quota refresh about to occur? */
1713         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
1714         if (remaining < min_expire)
1715                 return 1;
1716
1717         return 0;
1718 }
1719
1720 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1721 {
1722         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
1723
1724         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
1725         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
1726                 return;
1727
1728         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
1729                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
1730 }
1731
1732 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
1733 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1734 {
1735         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1736         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
1737
1738         if (slack_runtime <= 0)
1739                 return;
1740
1741         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1742         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
1743             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
1744                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
1745
1746                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
1747                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
1748                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
1749                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
1750         }
1751         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1752
1753         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
1754         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
1755 }
1756
1757 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1758 {
1759         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
1760                 return;
1761
1762         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1763 }
1764
1765 /*
1766  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
1767  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
1768  */
1769 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1770 {
1771         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
1772         u64 expires;
1773
1774         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
1775         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
1776                 return;
1777
1778         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1779         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
1780                 runtime = cfs_b->runtime;
1781                 cfs_b->runtime = 0;
1782         }
1783         expires = cfs_b->runtime_expires;
1784         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1785
1786         if (!runtime)
1787                 return;
1788
1789         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
1790
1791         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1792         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
1793                 cfs_b->runtime = runtime;
1794         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1795 }
1796
1797 /*
1798  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
1799  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
1800  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
1801  */
1802 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
1803 {
1804         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
1805         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
1806                 return;
1807
1808         /* ensure the group is not already throttled */
1809         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1810                 return;
1811
1812         /* update runtime allocation */
1813         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
1814         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
1815                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
1816 }
1817
1818 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
1819 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1820 {
1821         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
1822                 return;
1823
1824         /*
1825          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
1826          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
1827          */
1828         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1829                 return;
1830
1831         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
1832 }
1833 #else
1834 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
1835                                      unsigned long delta_exec) {}
1836 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1837 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1838 static void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1839
1840 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
1841 {
1842         return 0;
1843 }
1844
1845 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
1846 {
1847         return 0;
1848 }
1849
1850 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
1851                                     int src_cpu, int dest_cpu)
1852 {
1853         return 0;
1854 }
1855 #endif
1856
1857 /**************************************************
1858  * CFS operations on tasks:
1859  */
1860
1861 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1862 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1863 {
1864         struct sched_entity *se = &p->se;
1865         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1866
1867         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
1868
1869         if (hrtick_enabled(rq) && cfs_rq->nr_running > 1) {
1870                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
1871                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
1872                 s64 delta = slice - ran;
1873
1874                 if (delta < 0) {
1875                         if (rq->curr == p)
1876                                 resched_task(p);
1877                         return;
1878                 }
1879
1880                 /*
1881                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
1882                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
1883                  */
1884                 if (rq->curr != p)
1885                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
1886
1887                 hrtick_start(rq, delta);
1888         }
1889 }
1890
1891 /*
1892  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
1893  * current task is from our class and nr_running is low enough
1894  * to matter.
1895  */
1896 static void hrtick_update(struct rq *rq)
1897 {
1898         struct task_struct *curr = rq->curr;
1899
1900         if (curr->sched_class != &fair_sched_class)
1901                 return;
1902
1903         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
1904                 hrtick_start_fair(rq, curr);
1905 }
1906 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1907 static inline void
1908 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1909 {
1910 }
1911
1912 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
1913 {
1914 }
1915 #endif
1916
1917 /*
1918  * The enqueue_task method is called before nr_running is
1919  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
1920  * then put the task into the rbtree:
1921  */
1922 static void
1923 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1924 {
1925         struct cfs_rq *cfs_rq;
1926         struct sched_entity *se = &p->se;
1927
1928         for_each_sched_entity(se) {
1929                 if (se->on_rq)
1930                         break;
1931                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1932                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
1933
1934                 /*
1935                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
1936                  *
1937                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
1938                  * post the final h_nr_running increment below.
1939                 */
1940                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1941                         break;
1942                 cfs_rq->h_nr_running++;
1943
1944                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1945         }
1946
1947         for_each_sched_entity(se) {
1948                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1949                 cfs_rq->h_nr_running++;
1950
1951                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1952                         break;
1953
1954                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1955                 update_cfs_shares(cfs_rq);
1956         }
1957
1958         if (!se)
1959                 inc_nr_running(rq);
1960         hrtick_update(rq);
1961 }
1962
1963 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
1964
1965 /*
1966  * The dequeue_task method is called before nr_running is
1967  * decreased. We remove the task from the rbtree and
1968  * update the fair scheduling stats:
1969  */
1970 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1971 {
1972         struct cfs_rq *cfs_rq;
1973         struct sched_entity *se = &p->se;
1974         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
1975
1976         for_each_sched_entity(se) {
1977                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1978                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
1979
1980                 /*
1981                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
1982                  *
1983                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
1984                  * post the final h_nr_running decrement below.
1985                 */
1986                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1987                         break;
1988                 cfs_rq->h_nr_running--;
1989
1990                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
1991                 if (cfs_rq->load.weight) {
1992                         /*
1993                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
1994                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
1995                          */
1996                         if (task_sleep && parent_entity(se))
1997                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
1998
1999                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
2000                         se = parent_entity(se);
2001                         break;
2002                 }
2003                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
2004         }
2005
2006         for_each_sched_entity(se) {
2007                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2008                 cfs_rq->h_nr_running--;
2009
2010                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2011                         break;
2012
2013                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
2014                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2015         }
2016
2017         if (!se)
2018                 dec_nr_running(rq);
2019         hrtick_update(rq);
2020 }
2021
2022 #ifdef CONFIG_SMP
2023
2024 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
2025 {
2026         struct sched_entity *se = &p->se;
2027         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2028         u64 min_vruntime;
2029
2030 #ifndef CONFIG_64BIT
2031         u64 min_vruntime_copy;
2032
2033         do {
2034                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
2035                 smp_rmb();
2036                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2037         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
2038 #else
2039         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2040 #endif
2041
2042         se->vruntime -= min_vruntime;
2043 }
2044
2045 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2046 /*
2047  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
2048  *
2049  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
2050  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
2051  * can calculate the shift in shares.
2052  *
2053  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
2054  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
2055  * total group weight.
2056  *
2057  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
2058  * distribution (s_i) using:
2059  *
2060  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
2061  *
2062  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
2063  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
2064  * shares distribution (s_i):
2065  *
2066  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
2067  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
2068  *
2069  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
2070  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
2071  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
2072  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
2073  *
2074  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
2075  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
2076  *
2077  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
2078  *
2079  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
2080  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
2081  * weight and shares distributions like:
2082  *
2083  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
2084  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
2085  *
2086  * We can then compute the difference in effective weight by using:
2087  *
2088  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
2089  *
2090  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
2091  *
2092  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
2093  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
2094  * 4/7) times the weight of the group.
2095  */
2096 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
2097 {
2098         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
2099
2100         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
2101                 return wl;
2102
2103         for_each_sched_entity(se) {
2104                 long w, W;
2105
2106                 tg = se->my_q->tg;
2107
2108                 /*
2109                  * W = @wg + \Sum rw_j
2110                  */
2111                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
2112
2113                 /*
2114                  * w = rw_i + @wl
2115                  */
2116                 w = se->my_q->load.weight + wl;
2117
2118                 /*
2119                  * wl = S * s'_i; see (2)
2120                  */
2121                 if (W > 0 && w < W)
2122                         wl = (w * tg->shares) / W;
2123                 else
2124                         wl = tg->shares;
2125
2126                 /*
2127                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
2128                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
2129                  * calc_cfs_shares().
2130                  */
2131                 if (wl < MIN_SHARES)
2132                         wl = MIN_SHARES;
2133
2134                 /*
2135                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
2136                  */
2137                 wl -= se->load.weight;
2138
2139                 /*
2140                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
2141                  * the final effective load change on the root group. Since
2142                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
2143                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
2144                  * resulting from this level per the above.
2145                  */
2146                 wg = 0;
2147         }
2148
2149         return wl;
2150 }
2151 #else
2152
2153 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
2154                 unsigned long wl, unsigned long wg)
2155 {
2156         return wl;
2157 }
2158
2159 #endif
2160
2161 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
2162 {
2163         s64 this_load, load;
2164         int idx, this_cpu, prev_cpu;
2165         unsigned long tl_per_task;
2166         struct task_group *tg;
2167         unsigned long weight;
2168         int balanced;
2169
2170         idx       = sd->wake_idx;
2171         this_cpu  = smp_processor_id();
2172         prev_cpu  = task_cpu(p);
2173         load      = source_load(prev_cpu, idx);
2174         this_load = target_load(this_cpu, idx);
2175
2176         /*
2177          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
2178          * effect of the currently running task from the load
2179          * of the current CPU:
2180          */
2181         if (sync) {
2182                 tg = task_group(current);
2183                 weight = current->se.load.weight;
2184
2185                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
2186                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
2187         }
2188
2189         tg = task_group(p);
2190         weight = p->se.load.weight;
2191
2192         /*
2193          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
2194          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
2195          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
2196          * about that, so that's good too.
2197          *
2198          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
2199          * task to be woken on this_cpu.
2200          */
2201         if (this_load > 0) {
2202                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
2203
2204                 this_eff_load = 100;
2205                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
2206                 this_eff_load *= this_load +
2207                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
2208
2209                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2210                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
2211                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
2212
2213                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
2214         } else
2215                 balanced = true;
2216
2217         /*
2218          * If the currently running task will sleep within
2219          * a reasonable amount of time then attract this newly
2220          * woken task:
2221          */
2222         if (sync && balanced)
2223                 return 1;
2224
2225         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
2226         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2227
2228         if (balanced ||
2229             (this_load <= load &&
2230              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
2231                 /*
2232                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
2233                  * p is cache cold in this domain, and
2234                  * there is no bad imbalance.
2235                  */
2236                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
2237                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
2238
2239                 return 1;
2240         }
2241         return 0;
2242 }
2243
2244 /*
2245  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2246  * domain.
2247  */
2248 static struct sched_group *
2249 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
2250                   int this_cpu, int load_idx)
2251 {
2252         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
2253         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2254         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2255
2256         do {
2257                 unsigned long load, avg_load;
2258                 int local_group;
2259                 int i;
2260
2261                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2262                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2263                                         tsk_cpus_allowed(p)))
2264                         continue;
2265
2266                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2267                                                sched_group_cpus(group));
2268
2269                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2270                 avg_load = 0;
2271
2272                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2273                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2274                         if (local_group)
2275                                 load = source_load(i, load_idx);
2276                         else
2277                                 load = target_load(i, load_idx);
2278
2279                         avg_load += load;
2280                 }
2281
2282                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2283                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
2284
2285                 if (local_group) {
2286                         this_load = avg_load;
2287                 } else if (avg_load < min_load) {
2288                         min_load = avg_load;
2289                         idlest = group;
2290                 }
2291         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2292
2293         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2294                 return NULL;
2295         return idlest;
2296 }
2297
2298 /*
2299  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2300  */
2301 static int
2302 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
2303 {
2304         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2305         int idlest = -1;
2306         int i;
2307
2308         /* Traverse only the allowed CPUs */
2309         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
2310                 load = weighted_cpuload(i);
2311
2312                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2313                         min_load = load;
2314                         idlest = i;
2315                 }
2316         }
2317
2318         return idlest;
2319 }
2320
2321 /*
2322  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
2323  */
2324 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
2325 {
2326         int cpu = smp_processor_id();
2327         int prev_cpu = task_cpu(p);
2328         struct sched_domain *sd;
2329         struct sched_group *sg;
2330         int i, smt = 0;
2331
2332         /*
2333          * If the task is going to be woken-up on this cpu and if it is
2334          * already idle, then it is the right target.
2335          */
2336         if (target == cpu && idle_cpu(cpu))
2337                 return cpu;
2338
2339         /*
2340          * If the task is going to be woken-up on the cpu where it previously
2341          * ran and if it is currently idle, then it the right target.
2342          */
2343         if (target == prev_cpu && idle_cpu(prev_cpu))
2344                 return prev_cpu;
2345
2346         /*
2347          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
2348          */
2349         rcu_read_lock();
2350 again:
2351         for_each_domain(target, sd) {
2352                 if (!smt && (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
2353                         continue;
2354
2355                 if (smt && !(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
2356                         break;
2357
2358                 if (!(sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES))
2359                         break;
2360
2361                 sg = sd->groups;
2362                 do {
2363                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
2364                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
2365                                 goto next;
2366
2367                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
2368                                 if (!idle_cpu(i))
2369                                         goto next;
2370                         }
2371
2372                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
2373                                         tsk_cpus_allowed(p));
2374                         goto done;
2375 next:
2376                         sg = sg->next;
2377                 } while (sg != sd->groups);
2378         }
2379         if (!smt) {
2380                 smt = 1;
2381                 goto again;
2382         }
2383 done:
2384         rcu_read_unlock();
2385
2386         return target;
2387 }
2388
2389 /*
2390  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2391  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2392  * SD_BALANCE_EXEC.
2393  *
2394  * Balance, ie. select the least loaded group.
2395  *
2396  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2397  *
2398  * preempt must be disabled.
2399  */
2400 static int
2401 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
2402 {
2403         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
2404         int cpu = smp_processor_id();
2405         int prev_cpu = task_cpu(p);
2406         int new_cpu = cpu;
2407         int want_affine = 0;
2408         int want_sd = 1;
2409         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
2410
2411         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
2412                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
2413                         want_affine = 1;
2414                 new_cpu = prev_cpu;
2415         }
2416
2417         rcu_read_lock();
2418         for_each_domain(cpu, tmp) {
2419                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
2420                         continue;
2421
2422                 /*
2423                  * If power savings logic is enabled for a domain, see if we
2424                  * are not overloaded, if so, don't balance wider.
2425                  */
2426                 if (tmp->flags & (SD_POWERSAVINGS_BALANCE|SD_PREFER_LOCAL)) {
2427                         unsigned long power = 0;
2428                         unsigned long nr_running = 0;
2429                         unsigned long capacity;
2430                         int i;
2431
2432                         for_each_cpu(i, sched_domain_span(tmp)) {
2433                                 power += power_of(i);
2434                                 nr_running += cpu_rq(i)->cfs.nr_running;
2435                         }
2436
2437                         capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE);
2438
2439                         if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
2440                                 nr_running /= 2;
2441
2442                         if (nr_running < capacity)
2443                                 want_sd = 0;
2444                 }
2445
2446                 /*
2447                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
2448                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
2449                  */
2450                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
2451                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
2452                         affine_sd = tmp;
2453                         want_affine = 0;
2454                 }
2455
2456                 if (!want_sd && !want_affine)
2457                         break;
2458
2459                 if (!(tmp->flags & sd_flag))
2460                         continue;
2461
2462                 if (want_sd)
2463                         sd = tmp;
2464         }
2465
2466         if (affine_sd) {
2467                 if (cpu == prev_cpu || wake_affine(affine_sd, p, sync))
2468                         prev_cpu = cpu;
2469
2470                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
2471                 goto unlock;
2472         }
2473
2474         while (sd) {
2475                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
2476                 struct sched_group *group;
2477                 int weight;
2478
2479                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
2480                         sd = sd->child;
2481                         continue;
2482                 }
2483
2484                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
2485                         load_idx = sd->wake_idx;
2486
2487                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
2488                 if (!group) {
2489                         sd = sd->child;
2490                         continue;
2491                 }
2492
2493                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
2494                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
2495                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
2496                         sd = sd->child;
2497                         continue;
2498                 }
2499
2500                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
2501                 cpu = new_cpu;
2502                 weight = sd->span_weight;
2503                 sd = NULL;
2504                 for_each_domain(cpu, tmp) {
2505                         if (weight <= tmp->span_weight)
2506                                 break;
2507                         if (tmp->flags & sd_flag)
2508                                 sd = tmp;
2509                 }
2510                 /* while loop will break here if sd == NULL */
2511         }
2512 unlock:
2513         rcu_read_unlock();
2514
2515         return new_cpu;
2516 }
2517 #endif /* CONFIG_SMP */
2518
2519 static unsigned long
2520 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
2521 {
2522         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2523
2524         /*
2525          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
2526          * to virtual-time in his units.
2527          *
2528          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
2529          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
2530          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
2531          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
2532          * be smaller, again penalizing the lighter task.
2533          *
2534          * This is especially important for buddies when the leftmost
2535          * task is higher priority than the buddy.
2536          */
2537         return calc_delta_fair(gran, se);
2538 }
2539
2540 /*
2541  * Should 'se' preempt 'curr'.
2542  *
2543  *             |s1
2544  *        |s2
2545  *   |s3
2546  *         g
2547  *      |<--->|c
2548  *
2549  *  w(c, s1) = -1
2550  *  w(c, s2) =  0
2551  *  w(c, s3) =  1
2552  *
2553  */
2554 static int
2555 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
2556 {
2557         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
2558
2559         if (vdiff <= 0)
2560                 return -1;
2561
2562         gran = wakeup_gran(curr, se);
2563         if (vdiff > gran)
2564                 return 1;
2565
2566         return 0;
2567 }
2568
2569 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
2570 {
2571         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
2572                 return;
2573
2574         for_each_sched_entity(se)
2575                 cfs_rq_of(se)->last = se;
2576 }
2577
2578 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
2579 {
2580         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
2581                 return;
2582
2583         for_each_sched_entity(se)
2584                 cfs_rq_of(se)->next = se;
2585 }
2586
2587 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
2588 {
2589         for_each_sched_entity(se)
2590                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
2591 }
2592
2593 /*
2594  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2595  */
2596 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
2597 {
2598         struct task_struct *curr = rq->curr;
2599         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
2600         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
2601         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
2602         int next_buddy_marked = 0;
2603
2604         if (unlikely(se == pse))
2605                 return;
2606
2607         /*
2608          * This is possible from callers such as pull_task(), in which we
2609          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
2610          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
2611          * next-buddy nomination below.
2612          */
2613         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
2614                 return;
2615
2616         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
2617                 set_next_buddy(pse);
2618                 next_buddy_marked = 1;
2619         }
2620
2621         /*
2622          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
2623          * wake up path.
2624          *
2625          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
2626          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
2627          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
2628          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
2629          * below.
2630          */
2631         if (test_tsk_need_resched(curr))
2632                 return;
2633
2634         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
2635         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
2636             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
2637                 goto preempt;
2638
2639         /*
2640          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
2641          * is driven by the tick):
2642          */
2643         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL))
2644                 return;
2645
2646         find_matching_se(&se, &pse);
2647         update_curr(cfs_rq_of(se));
2648         BUG_ON(!pse);
2649         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
2650                 /*
2651                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
2652                  * triggering this preemption.
2653                  */
2654                 if (!next_buddy_marked)
2655                         set_next_buddy(pse);
2656                 goto preempt;
2657         }
2658
2659         return;
2660
2661 preempt:
2662         resched_task(curr);
2663         /*
2664          * Only set the backward buddy when the current task is still
2665          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
2666          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
2667          * point, either of which can * drop the rq lock.
2668          *
2669          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
2670          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
2671          */
2672         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
2673                 return;
2674
2675         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
2676                 set_last_buddy(se);
2677 }
2678
2679 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
2680 {
2681         struct task_struct *p;
2682         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
2683         struct sched_entity *se;
2684
2685         if (!cfs_rq->nr_running)
2686                 return NULL;
2687
2688         do {
2689                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
2690                 set_next_entity(cfs_rq, se);
2691                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2692         } while (cfs_rq);
2693
2694         p = task_of(se);
2695         hrtick_start_fair(rq, p);
2696
2697         return p;
2698 }
2699
2700 /*
2701  * Account for a descheduled task:
2702  */
2703 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2704 {
2705         struct sched_entity *se = &prev->se;
2706         struct cfs_rq *cfs_rq;
2707
2708         for_each_sched_entity(se) {
2709                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2710                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
2711         }
2712 }
2713
2714 /*
2715  * sched_yield() is very simple
2716  *
2717  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
2718  */
2719 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
2720 {
2721         struct task_struct *curr = rq->curr;
2722         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
2723         struct sched_entity *se = &curr->se;
2724
2725         /*
2726          * Are we the only task in the tree?
2727          */
2728         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
2729                 return;
2730
2731         clear_buddies(cfs_rq, se);
2732
2733         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
2734                 update_rq_clock(rq);
2735                 /*
2736                  * Update run-time statistics of the 'current'.
2737                  */
2738                 update_curr(cfs_rq);
2739         }
2740
2741         set_skip_buddy(se);
2742 }
2743
2744 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
2745 {
2746         struct sched_entity *se = &p->se;
2747
2748         /* throttled hierarchies are not runnable */
2749         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
2750                 return false;
2751
2752         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
2753         set_next_buddy(se);
2754
2755         yield_task_fair(rq);
2756
2757         return true;
2758 }
2759
2760 #ifdef CONFIG_SMP
2761 /**************************************************
2762  * Fair scheduling class load-balancing methods:
2763  */
2764
2765 /*
2766  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
2767  * Both runqueues must be locked.
2768  */
2769 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
2770                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
2771 {
2772         deactivate_task(src_rq, p, 0);
2773         set_task_cpu(p, this_cpu);
2774         activate_task(this_rq, p, 0);
2775         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
2776 }
2777
2778 /*
2779  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
2780  */
2781 static
2782 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
2783                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2784                      int *all_pinned)
2785 {
2786         int tsk_cache_hot = 0;
2787         /*
2788          * We do not migrate tasks that are:
2789          * 1) running (obviously), or
2790          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
2791          * 3) are cache-hot on their current CPU.
2792          */
2793         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
2794                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
2795                 return 0;
2796         }
2797         *all_pinned = 0;
2798
2799         if (task_running(rq, p)) {
2800                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
2801                 return 0;
2802         }
2803
2804         /*
2805          * Aggressive migration if:
2806          * 1) task is cache cold, or
2807          * 2) too many balance attempts have failed.
2808          */
2809
2810         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock_task, sd);
2811         if (!tsk_cache_hot ||
2812                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
2813 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2814                 if (tsk_cache_hot) {
2815                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
2816                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
2817                 }
2818 #endif
2819                 return 1;
2820         }
2821
2822         if (tsk_cache_hot) {
2823                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
2824                 return 0;
2825         }
2826         return 1;
2827 }
2828
2829 /*
2830  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
2831  * part of active balancing operations within "domain".
2832  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
2833  *
2834  * Called with both runqueues locked.
2835  */
2836 static int
2837 move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2838               struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
2839 {
2840         struct task_struct *p, *n;
2841         struct cfs_rq *cfs_rq;
2842         int pinned = 0;
2843
2844         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, cfs_rq) {
2845                 list_for_each_entry_safe(p, n, &cfs_rq->tasks, se.group_node) {
2846                         if (throttled_lb_pair(task_group(p),
2847                                               busiest->cpu, this_cpu))
2848                                 break;
2849
2850                         if (!can_migrate_task(p, busiest, this_cpu,
2851                                                 sd, idle, &pinned))
2852                                 continue;
2853
2854                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2855                         /*
2856                          * Right now, this is only the second place pull_task()
2857                          * is called, so we can safely collect pull_task()
2858                          * stats here rather than inside pull_task().
2859                          */
2860                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
2861                         return 1;
2862                 }
2863         }
2864
2865         return 0;
2866 }
2867
2868 static unsigned long
2869 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2870               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
2871               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
2872               struct cfs_rq *busiest_cfs_rq)
2873 {
2874         int loops = 0, pulled = 0;
2875         long rem_load_move = max_load_move;
2876         struct task_struct *p, *n;
2877
2878         if (max_load_move == 0)
2879                 goto out;
2880
2881         list_for_each_entry_safe(p, n, &busiest_cfs_rq->tasks, se.group_node) {
2882                 if (loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
2883                         break;
2884
2885                 if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
2886                     !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle,
2887                                       all_pinned))
2888                         continue;
2889
2890                 pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2891                 pulled++;
2892                 rem_load_move -= p->se.load.weight;
2893
2894 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2895                 /*
2896                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
2897                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
2898                  * the critical section.
2899                  */
2900                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
2901                         break;
2902 #endif
2903
2904                 /*
2905                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
2906                  * weighted load.
2907                  */
2908                 if (rem_load_move <= 0)
2909                         break;
2910         }
2911 out:
2912         /*
2913          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
2914          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
2915          * inside pull_task().
2916          */
2917         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
2918
2919         return max_load_move - rem_load_move;
2920 }
2921
2922 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2923 /*
2924  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
2925  */
2926 static int update_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
2927 {
2928         struct cfs_rq *cfs_rq;
2929         unsigned long flags;
2930         struct rq *rq;
2931
2932         if (!tg->se[cpu])
2933                 return 0;
2934
2935         rq = cpu_rq(cpu);
2936         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
2937
2938         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2939
2940         update_rq_clock(rq);
2941         update_cfs_load(cfs_rq, 1);
2942
2943         /*
2944          * We need to update shares after updating tg->load_weight in
2945          * order to adjust the weight of groups with long running tasks.
2946          */
2947         update_cfs_shares(cfs_rq);
2948
2949         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2950
2951         return 0;
2952 }
2953
2954 static void update_shares(int cpu)
2955 {
2956         struct cfs_rq *cfs_rq;
2957         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2958
2959         rcu_read_lock();
2960         /*
2961          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
2962          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
2963          */
2964         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
2965                 /* throttled entities do not contribute to load */
2966                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
2967                         continue;
2968
2969                 update_shares_cpu(cfs_rq->tg, cpu);
2970         }
2971         rcu_read_unlock();
2972 }
2973
2974 /*
2975  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
2976  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
2977  * group is a fraction of its parents load.
2978  */
2979 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
2980 {
2981         unsigned long load;
2982         long cpu = (long)data;
2983
2984         if (!tg->parent) {
2985                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
2986         } else {
2987                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
2988                 load *= tg->se[cpu]->load.weight;
2989                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
2990         }
2991
2992         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
2993
2994         return 0;
2995 }
2996
2997 static void update_h_load(long cpu)
2998 {
2999         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
3000 }
3001
3002 static unsigned long
3003 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3004                   unsigned long max_load_move,
3005                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3006                   int *all_pinned)
3007 {
3008         long rem_load_move = max_load_move;
3009         struct cfs_rq *busiest_cfs_rq;
3010
3011         rcu_read_lock();
3012         update_h_load(cpu_of(busiest));
3013
3014         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busiest_cfs_rq) {
3015                 unsigned long busiest_h_load = busiest_cfs_rq->h_load;
3016                 unsigned long busiest_weight = busiest_cfs_rq->load.weight;
3017                 u64 rem_load, moved_load;
3018
3019                 /*
3020                  * empty group or part of a throttled hierarchy
3021                  */
3022                 if (!busiest_cfs_rq->task_weight ||
3023                     throttled_lb_pair(busiest_cfs_rq->tg, cpu_of(busiest), this_cpu))
3024                         continue;
3025
3026                 rem_load = (u64)rem_load_move * busiest_weight;
3027                 rem_load = div_u64(rem_load, busiest_h_load + 1);
3028
3029                 moved_load = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3030                                 rem_load, sd, idle, all_pinned,
3031                                 busiest_cfs_rq);
3032
3033                 if (!moved_load)
3034                         continue;
3035
3036                 moved_load *= busiest_h_load;
3037                 moved_load = div_u64(moved_load, busiest_weight + 1);
3038
3039                 rem_load_move -= moved_load;
3040                 if (rem_load_move < 0)
3041                         break;
3042         }
3043         rcu_read_unlock();
3044
3045         return max_load_move - rem_load_move;
3046 }
3047 #else
3048 static inline void update_shares(int cpu)
3049 {
3050 }
3051
3052 static unsigned long
3053 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3054                   unsigned long max_load_move,
3055                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3056                   int *all_pinned)
3057 {
3058         return balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3059                         max_load_move, sd, idle, all_pinned,
3060                         &busiest->cfs);
3061 }
3062 #endif
3063
3064 /*
3065  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3066  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3067  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3068  *
3069  * Called with both runqueues locked.
3070  */
3071 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3072                       unsigned long max_load_move,
3073                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3074                       int *all_pinned)
3075 {
3076         unsigned long total_load_moved = 0, load_moved;
3077
3078         do {
3079                 load_moved = load_balance_fair(this_rq, this_cpu, busiest,
3080                                 max_load_move - total_load_moved,
3081                                 sd, idle, all_pinned);
3082
3083                 total_load_moved += load_moved;
3084
3085 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3086                 /*
3087                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3088                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3089                  * the critical section.
3090                  */
3091                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3092                         break;
3093
3094                 if (raw_spin_is_contended(&this_rq->lock) ||
3095                                 raw_spin_is_contended(&busiest->lock))
3096                         break;
3097 #endif
3098         } while (load_moved && max_load_move > total_load_moved);
3099
3100         return total_load_moved > 0;
3101 }
3102
3103 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3104 /*
3105  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3106  *              during load balancing.
3107  */
3108 struct sd_lb_stats {
3109         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3110         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3111         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3112         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3113         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3114
3115         /** Statistics of this group */
3116         unsigned long this_load;
3117         unsigned long this_load_per_task;
3118         unsigned long this_nr_running;
3119         unsigned long this_has_capacity;
3120         unsigned int  this_idle_cpus;
3121
3122         /* Statistics of the busiest group */
3123         unsigned int  busiest_idle_cpus;
3124         unsigned long max_load;
3125         unsigned long busiest_load_per_task;
3126         unsigned long busiest_nr_running;
3127         unsigned long busiest_group_capacity;
3128         unsigned long busiest_has_capacity;
3129         unsigned int  busiest_group_weight;
3130
3131         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3132 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3133         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3134         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3135         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3136         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3137         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3138         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3139 #endif
3140 };
3141
3142 /*
3143  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3144  */
3145 struct sg_lb_stats {
3146         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3147         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3148         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3149         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3150         unsigned long group_capacity;
3151         unsigned long idle_cpus;
3152         unsigned long group_weight;
3153         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3154         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
3155 };
3156
3157 /**
3158  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3159  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3160  */
3161 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3162 {
3163         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3164 }
3165
3166 /**
3167  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3168  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3169  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3170  */
3171 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3172                                         enum cpu_idle_type idle)
3173 {
3174         int load_idx;
3175
3176         switch (idle) {
3177         case CPU_NOT_IDLE:
3178                 load_idx = sd->busy_idx;
3179                 break;
3180
3181         case CPU_NEWLY_IDLE:
3182                 load_idx = sd->newidle_idx;
3183                 break;
3184         default:
3185                 load_idx = sd->idle_idx;
3186                 break;
3187         }
3188
3189         return load_idx;
3190 }
3191
3192
3193 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3194 /**
3195  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3196  * the given sched_domain, during load balancing.
3197  *
3198  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3199  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3200  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3201  */
3202 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3203         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3204 {
3205         /*
3206          * Busy processors will not participate in power savings
3207          * balance.
3208          */
3209         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3210                 sds->power_savings_balance = 0;
3211         else {
3212                 sds->power_savings_balance = 1;
3213                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3214                 sds->leader_nr_running = 0;
3215         }
3216 }
3217
3218 /**
3219  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3220  * sched_domain while performing load balancing.
3221  *
3222  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3223  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3224  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3225  *              load balancing ?
3226  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3227  */
3228 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3229         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3230 {
3231
3232         if (!sds->power_savings_balance)
3233                 return;
3234
3235         /*
3236          * If the local group is idle or completely loaded
3237          * no need to do power savings balance at this domain
3238          */
3239         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3240                                 !sds->this_nr_running))
3241                 sds->power_savings_balance = 0;
3242
3243         /*
3244          * If a group is already running at full capacity or idle,
3245          * don't include that group in power savings calculations
3246          */
3247         if (!sds->power_savings_balance ||
3248                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3249                 !sgs->sum_nr_running)
3250                 return;
3251
3252         /*
3253          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3254          * This is the group from where we need to pick up the load
3255          * for saving power
3256          */
3257         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3258             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3259              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3260                 sds->group_min = group;
3261                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3262                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3263                                                 sgs->sum_nr_running;
3264         }
3265
3266         /*
3267          * Calculate the group which is almost near its
3268          * capacity but still has some space to pick up some load
3269          * from other group and save more power
3270          */
3271         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
3272                 return;
3273
3274         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3275             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3276              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3277                 sds->group_leader = group;
3278                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3279         }
3280 }
3281
3282 /**
3283  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3284  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3285  *      under consideration.
3286  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3287  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3288  *
3289  * Description:
3290  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3291  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3292  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3293  *
3294  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3295  * Else returns 0.
3296  */
3297 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3298                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3299 {
3300         if (!sds->power_savings_balance)
3301                 return 0;
3302
3303         if (sds->this != sds->group_leader ||
3304                         sds->group_leader == sds->group_min)
3305                 return 0;
3306
3307         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3308         sds->busiest = sds->group_min;
3309
3310         return 1;
3311
3312 }
3313 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3314 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3315         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3316 {
3317         return;
3318 }
3319
3320 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3321         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3322 {
3323         return;
3324 }
3325
3326 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3327                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3328 {
3329         return 0;
3330 }
3331 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3332
3333
3334 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3335 {
3336         return SCHED_POWER_SCALE;
3337 }
3338
3339 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3340 {
3341         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3342 }
3343
3344 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3345 {
3346         unsigned long weight = sd->span_weight;
3347         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3348
3349         smt_gain /= weight;
3350
3351         return smt_gain;
3352 }
3353
3354 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3355 {
3356         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3357 }
3358
3359 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3360 {
3361         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3362         u64 total, available;
3363
3364         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
3365
3366         if (unlikely(total < rq->rt_avg)) {
3367                 /* Ensures that power won't end up being negative */
3368                 available = 0;
3369         } else {
3370                 available = total - rq->rt_avg;
3371         }
3372
3373         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
3374                 total = SCHED_POWER_SCALE;
3375
3376         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3377
3378         return div_u64(available, total);
3379 }
3380
3381 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3382 {
3383         unsigned long weight = sd->span_weight;
3384         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
3385         struct sched_group *sdg = sd->groups;
3386
3387         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
3388                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
3389                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
3390                 else
3391                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
3392
3393                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3394         }
3395
3396         sdg->sgp->power_orig = power;
3397
3398         if (sched_feat(ARCH_POWER))
3399                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
3400         else
3401                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
3402
3403         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3404
3405         power *= scale_rt_power(cpu);
3406         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3407
3408         if (!power)
3409                 power = 1;
3410
3411         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
3412         sdg->sgp->power = power;
3413 }
3414
3415 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3416 {
3417         struct sched_domain *child = sd->child;
3418         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
3419         unsigned long power;
3420
3421         if (!child) {
3422                 update_cpu_power(sd, cpu);
3423                 return;
3424         }
3425
3426         power = 0;
3427
3428         group = child->groups;
3429         do {
3430                 power += group->sgp->power;
3431                 group = group->next;
3432         } while (group != child->groups);
3433
3434         sdg->sgp->power = power;
3435 }
3436
3437 /*
3438  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
3439  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
3440  * which on its own isn't powerful enough.
3441  *
3442  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
3443  */
3444 static inline int
3445 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
3446 {
3447         /*
3448          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
3449          */
3450         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
3451                 return 0;
3452
3453         /*
3454          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
3455          */
3456         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
3457                 return 1;
3458
3459         return 0;
3460 }
3461
3462 /**
3463  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3464  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
3465  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3466  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3467  * @idle: Idle status of this_cpu
3468  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3469  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3470  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3471  * @balance: Should we balance.
3472  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3473  */
3474 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
3475                         struct sched_group *group, int this_cpu,
3476                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx,
3477                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3478                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3479 {
3480         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load, max_nr_running;
3481         int i;
3482         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3483         unsigned long avg_load_per_task = 0;
3484
3485         if (local_group)
3486                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3487
3488         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3489         max_cpu_load = 0;
3490         min_cpu_load = ~0UL;
3491         max_nr_running = 0;
3492
3493         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3494                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3495
3496                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3497                 if (local_group) {
3498                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3499                                 first_idle_cpu = 1;
3500                                 balance_cpu = i;
3501                         }
3502
3503                         load = target_load(i, load_idx);
3504                 } else {
3505                         load = source_load(i, load_idx);
3506                         if (load > max_cpu_load) {
3507                                 max_cpu_load = load;
3508                                 max_nr_running = rq->nr_running;
3509                         }
3510                         if (min_cpu_load > load)
3511                                 min_cpu_load = load;
3512                 }
3513
3514                 sgs->group_load += load;
3515                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3516                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3517                 if (idle_cpu(i))
3518                         sgs->idle_cpus++;
3519         }
3520
3521         /*
3522          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3523          * is eligible for doing load balancing at this and above
3524          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3525          * to do the newly idle load balance.
3526          */
3527         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group) {
3528                 if (balance_cpu != this_cpu) {
3529                         *balance = 0;
3530                         return;
3531                 }
3532                 update_group_power(sd, this_cpu);
3533         }
3534
3535         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3536         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
3537
3538         /*
3539          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3540          * than the average weight of a task.
3541          *
3542          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3543          *      might not be a suitable number - should we keep a
3544          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3545          *      the hierarchy?
3546          */
3547         if (sgs->sum_nr_running)
3548                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
3549
3550         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) >= avg_load_per_task && max_nr_running > 1)
3551                 sgs->group_imb = 1;
3552
3553         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->sgp->power,
3554                                                 SCHED_POWER_SCALE);
3555         if (!sgs->group_capacity)
3556                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(sd, group);
3557         sgs->group_weight = group->group_weight;
3558
3559         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
3560                 sgs->group_has_capacity = 1;
3561 }
3562
3563 /**
3564  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
3565  * @sd: sched_domain whose statistics are to be checked
3566  * @sds: sched_domain statistics
3567  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
3568  * @sgs: sched_group statistics
3569  * @this_cpu: the current cpu
3570  *
3571  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
3572  * busiest group.
3573  */
3574 static bool update_sd_pick_busiest(struct sched_domain *sd,
3575                                    struct sd_lb_stats *sds,
3576                                    struct sched_group *sg,
3577                                    struct sg_lb_stats *sgs,
3578                                    int this_cpu)
3579 {
3580         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
3581                 return false;
3582
3583         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
3584                 return true;
3585
3586         if (sgs->group_imb)
3587                 return true;
3588
3589         /*
3590          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
3591          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
3592          * higher than ourself as busy.
3593          */
3594         if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
3595             this_cpu < group_first_cpu(sg)) {
3596                 if (!sds->busiest)
3597                         return true;
3598
3599                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
3600                         return true;
3601         }
3602
3603         return false;
3604 }
3605
3606 /**
3607  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
3608  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3609  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3610  * @idle: Idle status of this_cpu
3611  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3612  * @balance: Should we balance.
3613  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3614  */
3615 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3616                         enum cpu_idle_type idle, const struct cpumask *cpus,
3617                         int *balance, struct sd_lb_stats *sds)
3618 {
3619         struct sched_domain *child = sd->child;
3620         struct sched_group *sg = sd->groups;
3621         struct sg_lb_stats sgs;
3622         int load_idx, prefer_sibling = 0;
3623
3624         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
3625                 prefer_sibling = 1;
3626
3627         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3628         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3629
3630         do {
3631                 int local_group;
3632
3633                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_group_cpus(sg));
3634                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3635                 update_sg_lb_stats(sd, sg, this_cpu, idle, load_idx,
3636                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3637
3638                 if (local_group && !(*balance))
3639                         return;
3640
3641                 sds->total_load += sgs.group_load;
3642                 sds->total_pwr += sg->sgp->power;
3643
3644                 /*
3645                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
3646                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
3647                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
3648                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
3649                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
3650                  * extra check prevents the case where you always pull from the
3651                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
3652                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
3653                  */
3654                 if (prefer_sibling && !local_group && sds->this_has_capacity)
3655                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
3656
3657                 if (local_group) {
3658                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3659                         sds->this = sg;
3660                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3661                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3662                         sds->this_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
3663                         sds->this_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
3664                 } else if (update_sd_pick_busiest(sd, sds, sg, &sgs, this_cpu)) {
3665                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3666                         sds->busiest = sg;
3667                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3668                         sds->busiest_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
3669                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
3670                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3671                         sds->busiest_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
3672                         sds->busiest_group_weight = sgs.group_weight;
3673                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3674                 }
3675
3676                 update_sd_power_savings_stats(sg, sds, local_group, &sgs);
3677                 sg = sg->next;
3678         } while (sg != sd->groups);
3679 }
3680
3681 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
3682 {
3683        return 0*SD_ASYM_PACKING;
3684 }
3685
3686 /**
3687  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
3688  *                      sched doman.
3689  *
3690  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
3691  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
3692  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
3693  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
3694  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
3695  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
3696  *
3697  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
3698  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
3699  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
3700  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
3701  * number.
3702  *
3703  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
3704  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
3705  *
3706  * @sd: The sched_domain whose packing is to be checked.
3707  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
3708  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3709  * @imbalance: returns amount of imbalanced due to packing.
3710  */
3711 static int check_asym_packing(struct sched_domain *sd,
3712                               struct sd_lb_stats *sds,
3713                               int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3714 {
3715         int busiest_cpu;
3716
3717         if (!(sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
3718                 return 0;
3719
3720         if (!sds->busiest)
3721                 return 0;
3722
3723         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
3724         if (this_cpu > busiest_cpu)
3725                 return 0;
3726
3727         *imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(sds->max_load * sds->busiest->sgp->power,
3728                                        SCHED_POWER_SCALE);
3729         return 1;
3730 }
3731
3732 /**
3733  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3734  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3735  *                      load balancing.
3736  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3737  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3738  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3739  */
3740 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3741                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3742 {
3743         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3744         unsigned int imbn = 2;
3745         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
3746
3747         if (sds->this_nr_running) {
3748                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3749                 if (sds->busiest_load_per_task >
3750                                 sds->this_load_per_task)
3751                         imbn = 1;
3752         } else
3753                 sds->this_load_per_task =
3754                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3755
3756         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
3757                                          * SCHED_POWER_SCALE;
3758         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->sgp->power;
3759
3760         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
3761                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
3762                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3763                 return;
3764         }
3765
3766         /*
3767          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3768          * however we may be able to increase total CPU power used by
3769          * moving them.
3770          */
3771
3772         pwr_now += sds->busiest->sgp->power *
3773                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3774         pwr_now += sds->this->sgp->power *
3775                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3776         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
3777
3778         /* Amount of load we'd subtract */
3779         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
3780                 sds->busiest->sgp->power;
3781         if (sds->max_load > tmp)
3782                 pwr_move += sds->busiest->sgp->power *
3783                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3784
3785         /* Amount of load we'd add */
3786         if (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power <
3787                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE)
3788                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power) /
3789                         sds->this->sgp->power;
3790         else
3791                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
3792                         sds->this->sgp->power;
3793         pwr_move += sds->this->sgp->power *
3794                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3795         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
3796
3797         /* Move if we gain throughput */
3798         if (pwr_move > pwr_now)
3799                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3800 }
3801
3802 /**
3803  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3804  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3805  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3806  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3807  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3808  */
3809 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3810                 unsigned long *imbalance)
3811 {
3812         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
3813
3814         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
3815         if (sds->group_imb) {
3816                 sds->busiest_load_per_task =
3817                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
3818         }
3819
3820         /*
3821          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3822          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3823          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3824          */
3825         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3826                 *imbalance = 0;
3827                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3828         }
3829
3830         if (!sds->group_imb) {
3831                 /*
3832                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
3833                  */
3834                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
3835                                                 sds->busiest_group_capacity);
3836
3837                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
3838
3839                 load_above_capacity /= sds->busiest->sgp->power;
3840         }
3841
3842         /*
3843          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
3844          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
3845          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
3846          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
3847          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
3848          * for the minimum possible imbalance.
3849          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
3850          * with unsigned longs.
3851          */
3852         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
3853
3854         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3855         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->sgp->power,
3856                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->sgp->power)
3857                         / SCHED_POWER_SCALE;
3858
3859         /*
3860          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3861          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
3862          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3863          * moved
3864          */
3865         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3866                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3867
3868 }
3869
3870 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3871
3872 /**
3873  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3874  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3875  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3876  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3877  * such a group exists.
3878  *
3879  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3880  * to restore balance.
3881  *
3882  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3883  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3884  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3885  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3886  * @idle: The idle status of this_cpu.
3887  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3888  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3889  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3890  *
3891  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3892  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3893  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3894  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3895  */
3896 static struct sched_group *
3897 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3898                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3899                    const struct cpumask *cpus, int *balance)
3900 {
3901         struct sd_lb_stats sds;
3902
3903         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
3904
3905         /*
3906          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
3907          * this level.
3908          */
3909         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, cpus, balance, &sds);
3910
3911         /*
3912          * this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing at
3913          * this level.
3914          */
3915         if (!(*balance))
3916                 goto ret;
3917
3918         if ((idle == CPU_IDLE || idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
3919             check_asym_packing(sd, &sds, this_cpu, imbalance))
3920                 return sds.busiest;
3921
3922         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
3923         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
3924                 goto out_balanced;
3925
3926         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
3927
3928         /*
3929          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
3930          * work because they assumes all things are equal, which typically
3931          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
3932          */
3933         if (sds.group_imb)
3934                 goto force_balance;
3935
3936         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
3937         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && sds.this_has_capacity &&
3938                         !sds.busiest_has_capacity)
3939                 goto force_balance;
3940
3941         /*
3942          * If the local group is more busy than the selected busiest group
3943          * don't try and pull any tasks.
3944          */
3945         if (sds.this_load >= sds.max_load)
3946                 goto out_balanced;
3947
3948         /*
3949          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
3950          * average load.
3951          */
3952         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
3953                 goto out_balanced;
3954
3955         if (idle == CPU_IDLE) {
3956                 /*
3957                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
3958                  * have more tasks than the number of available cpu's and
3959                  * there is no imbalance between this and busiest group
3960                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
3961                  */
3962                 if ((sds.this_idle_cpus <= sds.busiest_idle_cpus + 1) &&
3963                     sds.busiest_nr_running <= sds.busiest_group_weight)
3964                         goto out_balanced;
3965         } else {
3966                 /*
3967                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
3968                  * imbalance_pct to be conservative.
3969                  */
3970                 if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
3971                         goto out_balanced;
3972         }
3973
3974 force_balance:
3975         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
3976         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
3977         return sds.busiest;
3978
3979 out_balanced:
3980         /*
3981          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
3982          * to save power.
3983          */
3984         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
3985                 return sds.busiest;
3986 ret:
3987         *imbalance = 0;
3988         return NULL;
3989 }
3990
3991 /*
3992  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
3993  */
3994 static struct rq *
3995 find_busiest_queue(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group,
3996                    enum cpu_idle_type idle, unsigned long imbalance,
3997                    const struct cpumask *cpus)
3998 {
3999         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4000         unsigned long max_load = 0;
4001         int i;
4002
4003         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4004                 unsigned long power = power_of(i);
4005                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
4006                                                            SCHED_POWER_SCALE);
4007                 unsigned long wl;
4008
4009                 if (!capacity)
4010                         capacity = fix_small_capacity(sd, group);
4011
4012                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
4013                         continue;
4014
4015                 rq = cpu_rq(i);
4016                 wl = weighted_cpuload(i);
4017
4018                 /*
4019                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
4020                  * which is not scaled with the cpu power.
4021                  */
4022                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
4023                         continue;
4024
4025                 /*
4026                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
4027                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
4028                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
4029                  * running at a lower capacity.
4030                  */
4031                 wl = (wl * SCHED_POWER_SCALE) / power;
4032
4033                 if (wl > max_load) {
4034                         max_load = wl;
4035                         busiest = rq;
4036                 }
4037         }
4038
4039         return busiest;
4040 }
4041
4042 /*
4043  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4044  * so long as it is large enough.
4045  */
4046 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4047
4048 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4049 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4050
4051 static int need_active_balance(struct sched_domain *sd, int idle,
4052                                int busiest_cpu, int this_cpu)
4053 {
4054         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
4055
4056                 /*
4057                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
4058                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
4059                  * lowest numbered CPUs.
4060                  */
4061                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && busiest_cpu > this_cpu)
4062                         return 1;
4063
4064                 /*
4065                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4066                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4067                  * package.
4068                  *
4069                  * The package power saving logic comes from
4070                  * find_busiest_group(). If there are no imbalance, then
4071                  * f_b_g() will return NULL. However when sched_mc={1,2} then
4072                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4073                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4074                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4075                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4076                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4077                  *
4078                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4079                  * will be more than one task in the source run queue and
4080                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4081                  * active balance code will not be triggered.
4082                  */
4083                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4084                         return 0;
4085         }
4086
4087         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
4088 }
4089
4090 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
4091
4092 /*
4093  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4094  * tasks if there is an imbalance.
4095  */
4096 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4097                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4098                         int *balance)
4099 {
4100         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0;
4101         struct sched_group *group;
4102         unsigned long imbalance;
4103         struct rq *busiest;
4104         unsigned long flags;
4105         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4106
4107         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4108
4109         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4110
4111 redo:
4112         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle,
4113                                    cpus, balance);
4114
4115         if (*balance == 0)
4116                 goto out_balanced;
4117
4118         if (!group) {
4119                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4120                 goto out_balanced;
4121         }
4122
4123         busiest = find_busiest_queue(sd, group, idle, imbalance, cpus);
4124         if (!busiest) {
4125                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4126                 goto out_balanced;
4127         }
4128
4129         BUG_ON(busiest == this_rq);
4130
4131         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
4132
4133         ld_moved = 0;
4134         if (busiest->nr_running > 1) {
4135                 /*
4136                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4137                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4138                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4139                  * correctly treated as an imbalance.
4140                  */
4141                 all_pinned = 1;
4142                 local_irq_save(flags);
4143                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4144                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4145                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
4146                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4147                 local_irq_restore(flags);
4148
4149                 /*
4150                  * some other cpu did the load balance for us.
4151                  */
4152                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
4153                         resched_cpu(this_cpu);
4154
4155                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4156                 if (unlikely(all_pinned)) {
4157                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4158                         if (!cpumask_empty(cpus))
4159                                 goto redo;
4160                         goto out_balanced;
4161                 }
4162         }
4163
4164         if (!ld_moved) {
4165                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4166                 /*
4167                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
4168                  * We do not want newidle balance, which can be very
4169                  * frequent, pollute the failure counter causing
4170                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
4171                  */
4172                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
4173                         sd->nr_balance_failed++;
4174
4175                 if (need_active_balance(sd, idle, cpu_of(busiest), this_cpu)) {
4176                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4177
4178                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
4179                          * if the curr task on busiest cpu can't be
4180                          * moved to this_cpu
4181                          */
4182                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4183                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
4184                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
4185                                                             flags);
4186                                 all_pinned = 1;
4187                                 goto out_one_pinned;
4188                         }
4189
4190                         /*
4191                          * ->active_balance synchronizes accesses to
4192                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
4193                          * only after active load balance is finished.
4194                          */
4195                         if (!busiest->active_balance) {
4196                                 busiest->active_balance = 1;
4197                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4198                                 active_balance = 1;
4199                         }
4200                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4201
4202                         if (active_balance)
4203                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
4204                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
4205                                         &busiest->active_balance_work);
4206
4207                         /*
4208                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4209                          * counter.
4210                          */
4211                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4212                 }
4213         } else
4214                 sd->nr_balance_failed = 0;
4215
4216         if (likely(!active_balance)) {
4217                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4218                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4219         } else {
4220                 /*
4221                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4222                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4223                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4224                  * move_tasks).
4225                  */
4226                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4227                         sd->balance_interval *= 2;
4228         }
4229
4230         goto out;
4231
4232 out_balanced:
4233         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4234
4235         sd->nr_balance_failed = 0;
4236
4237 out_one_pinned:
4238         /* tune up the balancing interval */
4239         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4240                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4241                 sd->balance_interval *= 2;
4242
4243         ld_moved = 0;
4244 out:
4245         return ld_moved;
4246 }
4247
4248 /*
4249  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4250  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4251  */
4252 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4253 {
4254         struct sched_domain *sd;
4255         int pulled_task = 0;
4256         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4257
4258         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
4259
4260         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
4261                 return;
4262
4263         /*
4264          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
4265          */
4266         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4267
4268         update_shares(this_cpu);
4269         rcu_read_lock();
4270         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4271                 unsigned long interval;
4272                 int balance = 1;
4273
4274                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4275                         continue;
4276
4277                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
4278                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4279                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
4280                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
4281                 }
4282
4283                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4284                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4285                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4286                 if (pulled_task) {
4287                         this_rq->idle_stamp = 0;
4288                         break;
4289                 }
4290         }
4291         rcu_read_unlock();
4292
4293         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4294
4295         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4296                 /*
4297                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4298                  * a busy processor. So reset next_balance.
4299                  */
4300                 this_rq->next_balance = next_balance;
4301         }
4302 }
4303
4304 /*
4305  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
4306  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
4307  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
4308  * avoids physical / logical imbalances.
4309  */
4310 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
4311 {
4312         struct rq *busiest_rq = data;
4313         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
4314         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4315         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4316         struct sched_domain *sd;
4317
4318         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
4319
4320         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
4321         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
4322                      !busiest_rq->active_balance))
4323                 goto out_unlock;
4324
4325         /* Is there any task to move? */
4326         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4327                 goto out_unlock;
4328
4329         /*
4330          * This condition is "impossible", if it occurs
4331          * we need to fix it. Originally reported by
4332          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4333          */
4334         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4335
4336         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4337         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4338
4339         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4340         rcu_read_lock();
4341         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4342                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4343                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4344                                 break;
4345         }
4346
4347         if (likely(sd)) {
4348                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4349
4350                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4351                                   sd, CPU_IDLE))
4352                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4353                 else
4354                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4355         }
4356         rcu_read_unlock();
4357         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4358 out_unlock:
4359         busiest_rq->active_balance = 0;
4360         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
4361         return 0;
4362 }
4363
4364 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4365 /*
4366  * idle load balancing details
4367  * - One of the idle CPUs nominates itself as idle load_balancer, while
4368  *   entering idle.
4369  * - This idle load balancer CPU will also go into tickless mode when
4370  *   it is idle, just like all other idle CPUs
4371  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
4372  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
4373  *   load balancing for all the idle CPUs.
4374  */
4375 static struct {
4376         atomic_t load_balancer;
4377         atomic_t first_pick_cpu;
4378         atomic_t second_pick_cpu;
4379         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
4380         cpumask_var_t grp_idle_mask;
4381         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
4382 } nohz ____cacheline_aligned;
4383
4384 int get_nohz_load_balancer(void)
4385 {
4386         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
4387 }
4388
4389 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
4390 /**
4391  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
4392  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
4393  *              be returned.
4394  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
4395  *              for the given cpu.
4396  *
4397  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
4398  */
4399 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
4400 {
4401         struct sched_domain *sd;
4402
4403         for_each_domain(cpu, sd)
4404                 if (sd->flags & flag)
4405                         break;
4406
4407         return sd;
4408 }
4409
4410 /**
4411  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
4412  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
4413  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
4414  *              for cpu.
4415  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
4416  *
4417  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
4418  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
4419  */
4420 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
4421         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
4422                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
4423
4424 /**
4425  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
4426  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
4427  *
4428  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
4429  *
4430  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
4431  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
4432  * sched_group is semi-idle or not.
4433  */
4434 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
4435 {
4436         cpumask_and(nohz.grp_idle_mask, nohz.idle_cpus_mask,
4437                                         sched_group_cpus(ilb_group));
4438
4439         /*
4440          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
4441          * and atleast one idle cpu.
4442          */
4443         if (cpumask_empty(nohz.grp_idle_mask))
4444                 return 0;
4445
4446         if (cpumask_equal(nohz.grp_idle_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
4447                 return 0;
4448
4449         return 1;
4450 }
4451 /**
4452  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
4453  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
4454  *
4455  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
4456  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
4457  *
4458  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
4459  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
4460  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
4461  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
4462  */
4463 static int find_new_ilb(int cpu)
4464 {
4465         struct sched_domain *sd;
4466         struct sched_group *ilb_group;
4467         int ilb = nr_cpu_ids;
4468
4469         /*
4470          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
4471          * when power-aware load balancing is enabled
4472          */
4473         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
4474                 goto out_done;
4475
4476         /*
4477          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
4478          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
4479          */
4480         if (cpumask_weight(nohz.idle_cpus_mask) < 2)
4481                 goto out_done;
4482
4483         rcu_read_lock();
4484         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
4485                 ilb_group = sd->groups;
4486
4487                 do {
4488                         if (is_semi_idle_group(ilb_group)) {
4489                                 ilb = cpumask_first(nohz.grp_idle_mask);
4490                                 goto unlock;
4491                         }
4492
4493                         ilb_group = ilb_group->next;
4494
4495                 } while (ilb_group != sd->groups);
4496         }
4497 unlock:
4498         rcu_read_unlock();
4499
4500 out_done:
4501         return ilb;
4502 }
4503 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
4504 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4505 {
4506         return nr_cpu_ids;
4507 }
4508 #endif
4509
4510 /*
4511  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
4512  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
4513  * CPU (if there is one).
4514  */
4515 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
4516 {
4517         int ilb_cpu;
4518
4519         nohz.next_balance++;
4520
4521         ilb_cpu = get_nohz_load_balancer();
4522
4523         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids) {
4524                 ilb_cpu = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
4525                 if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
4526                         return;
4527         }
4528
4529         if (!cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick) {
4530                 cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick = 1;
4531
4532                 smp_mb();
4533                 /*
4534                  * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
4535                  * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
4536                  * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
4537                  * will be run before returning from the IPI.
4538                  */
4539                 smp_send_reschedule(ilb_cpu);
4540         }
4541         return;
4542 }
4543
4544 /*
4545  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4546  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4547  * load balancing on behalf of all those cpus.
4548  *
4549  * When the ilb owner becomes busy, we will not have new ilb owner until some
4550  * idle CPU wakes up and goes back to idle or some busy CPU tries to kick
4551  * idle load balancing by kicking one of the idle CPUs.
4552  *
4553  * Ticks are stopped for the ilb owner as well, with busy CPU kicking this
4554  * ilb owner CPU in future (when there is a need for idle load balancing on
4555  * behalf of all idle CPUs).
4556  */
4557 void select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4558 {
4559         int cpu = smp_processor_id();
4560
4561         if (stop_tick) {
4562                 if (!cpu_active(cpu)) {
4563                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4564                                 return;
4565
4566                         /*
4567                          * If we are going offline and still the leader,
4568                          * give up!
4569                          */
4570                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
4571                                            nr_cpu_ids) != cpu)
4572                                 BUG();
4573
4574                         return;
4575                 }
4576
4577                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
4578
4579                 if (atomic_read(&nohz.first_pick_cpu) == cpu)
4580                         atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
4581                 if (atomic_read(&nohz.second_pick_cpu) == cpu)
4582                         atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
4583
4584                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) >= nr_cpu_ids) {
4585                         int new_ilb;
4586
4587                         /* make me the ilb owner */
4588                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids,
4589                                            cpu) != nr_cpu_ids)
4590                                 return;
4591
4592                         /*
4593                          * Check to see if there is a more power-efficient
4594                          * ilb.
4595                          */
4596                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
4597                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
4598                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids);
4599                                 resched_cpu(new_ilb);
4600                                 return;
4601                         }
4602                         return;
4603                 }
4604         } else {
4605                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
4606                         return;
4607
4608                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
4609
4610                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4611                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
4612                                            nr_cpu_ids) != cpu)
4613                                 BUG();
4614         }
4615         return;
4616 }
4617 #endif
4618
4619 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4620
4621 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
4622
4623 /*
4624  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
4625  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
4626  */
4627 static void update_max_interval(void)
4628 {
4629         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
4630 }
4631
4632 /*
4633  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4634  * and initiates a balancing operation if so.
4635  *
4636  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4637  */
4638 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4639 {
4640         int balance = 1;
4641         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4642         unsigned long interval;
4643         struct sched_domain *sd;
4644         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4645         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4646         int update_next_balance = 0;
4647         int need_serialize;
4648
4649         update_shares(cpu);
4650
4651         rcu_read_lock();
4652         for_each_domain(cpu, sd) {
4653                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4654                         continue;
4655
4656                 interval = sd->balance_interval;
4657                 if (idle != CPU_IDLE)
4658                         interval *= sd->busy_factor;
4659
4660                 /* scale ms to jiffies */
4661                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4662                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
4663
4664                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4665
4666                 if (need_serialize) {
4667                         if (!spin_trylock(&balancing))
4668                                 goto out;
4669                 }
4670
4671                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4672                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4673                                 /*
4674                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4675                                  * longer idle.
4676                                  */
4677                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4678                         }
4679                         sd->last_balance = jiffies;
4680                 }
4681                 if (need_serialize)
4682                         spin_unlock(&balancing);
4683 out:
4684                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4685                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4686                         update_next_balance = 1;
4687                 }
4688
4689                 /*
4690                  * Stop the load balance at this level. There is another
4691                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4692                  * actively.
4693                  */
4694                 if (!balance)
4695                         break;
4696         }
4697         rcu_read_unlock();
4698
4699         /*
4700          * next_balance will be updated only when there is a need.
4701          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4702          * updated.
4703          */
4704         if (likely(update_next_balance))
4705                 rq->next_balance = next_balance;
4706 }
4707
4708 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4709 /*
4710  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
4711  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4712  */
4713 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
4714 {
4715         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4716         struct rq *rq;
4717         int balance_cpu;
4718
4719         if (idle != CPU_IDLE || !this_rq->nohz_balance_kick)
4720                 return;
4721
4722         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
4723                 if (balance_cpu == this_cpu)
4724                         continue;
4725
4726                 /*
4727                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4728                  * work being done for other cpus. Next load
4729                  * balancing owner will pick it up.
4730                  */
4731                 if (need_resched()) {
4732                         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
4733                         break;
4734                 }
4735
4736                 raw_spin_lock_irq(&this_rq->lock);
4737                 update_rq_clock(this_rq);
4738                 update_cpu_load(this_rq);
4739                 raw_spin_unlock_irq(&this_rq->lock);
4740
4741                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4742
4743                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
4744                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4745                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4746         }
4747         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
4748         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
4749 }
4750
4751 /*
4752  * Current heuristic for kicking the idle load balancer
4753  * - first_pick_cpu is the one of the busy CPUs. It will kick
4754  *   idle load balancer when it has more than one process active. This
4755  *   eliminates the need for idle load balancing altogether when we have
4756  *   only one running process in the system (common case).
4757  * - If there are more than one busy CPU, idle load balancer may have
4758  *   to run for active_load_balance to happen (i.e., two busy CPUs are
4759  *   SMT or core siblings and can run better if they move to different
4760  *   physical CPUs). So, second_pick_cpu is the second of the busy CPUs
4761  *   which will kick idle load balancer as soon as it has any load.
4762  */
4763 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
4764 {
4765         unsigned long now = jiffies;
4766         int ret;
4767         int first_pick_cpu, second_pick_cpu;
4768
4769         if (time_before(now, nohz.next_balance))
4770                 return 0;
4771
4772         if (idle_cpu(cpu))
4773                 return 0;
4774
4775         first_pick_cpu = atomic_read(&nohz.first_pick_cpu);
4776         second_pick_cpu = atomic_read(&nohz.second_pick_cpu);
4777
4778         if (first_pick_cpu < nr_cpu_ids && first_pick_cpu != cpu &&
4779             second_pick_cpu < nr_cpu_ids && second_pick_cpu != cpu)
4780                 return 0;
4781
4782         ret = atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
4783         if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
4784                 atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
4785                 if (rq->nr_running > 1)
4786                         return 1;
4787         } else {
4788                 ret = atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
4789                 if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
4790                         if (rq->nr_running)
4791                                 return 1;
4792                 }
4793         }
4794         return 0;
4795 }
4796 #else
4797 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
4798 #endif
4799
4800 /*
4801  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4802  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
4803  */
4804 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4805 {
4806         int this_cpu = smp_processor_id();
4807         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4808         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
4809                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4810
4811         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4812
4813         /*
4814          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
4815          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4816          * stopped.
4817          */
4818         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
4819 }
4820
4821 static inline int on_null_domain(int cpu)
4822 {
4823         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
4824 }
4825
4826 /*
4827  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4828  */
4829 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4830 {
4831         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4832         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4833             likely(!on_null_domain(cpu)))
4834                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4835 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4836         else if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
4837                 nohz_balancer_kick(cpu);
4838 #endif
4839 }
4840
4841 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
4842 {
4843         update_sysctl();
4844 }
4845
4846 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
4847 {
4848         update_sysctl();
4849 }
4850
4851 #else   /* CONFIG_SMP */
4852
4853 /*
4854  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4855  */
4856 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4857 {
4858 }
4859
4860 #endif /* CONFIG_SMP */
4861
4862 /*
4863  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
4864  */
4865 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
4866 {
4867         struct cfs_rq *cfs_rq;
4868         struct sched_entity *se = &curr->se;
4869
4870         for_each_sched_entity(se) {
4871                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4872                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
4873         }
4874 }
4875
4876 /*
4877  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
4878  *  - child not yet on the tasklist
4879  *  - preemption disabled
4880  */
4881 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
4882 {
4883         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(current);
4884         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
4885         int this_cpu = smp_processor_id();
4886         struct rq *rq = this_rq();
4887         unsigned long flags;
4888
4889         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4890
4891         update_rq_clock(rq);
4892
4893         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu)) {
4894                 rcu_read_lock();
4895                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
4896                 rcu_read_unlock();
4897         }
4898
4899         update_curr(cfs_rq);
4900
4901         if (curr)
4902                 se->vruntime = curr->vruntime;
4903         place_entity(cfs_rq, se, 1);
4904
4905         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
4906                 /*
4907                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
4908                  * 'current' within the tree based on its new key value.
4909                  */
4910                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
4911                 resched_task(rq->curr);
4912         }
4913
4914         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4915
4916         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4917 }
4918
4919 /*
4920  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
4921  * the current task.
4922  */
4923 static void
4924 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
4925 {
4926         if (!p->se.on_rq)
4927                 return;
4928
4929         /*
4930          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
4931          * our priority decreased, or if we are not currently running on
4932          * this runqueue and our priority is higher than the current's
4933          */
4934         if (rq->curr == p) {
4935                 if (p->prio > oldprio)
4936                         resched_task(rq->curr);
4937         } else
4938                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
4939 }
4940
4941 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4942 {
4943         struct sched_entity *se = &p->se;
4944         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4945
4946         /*
4947          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
4948          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
4949          * do the right thing.
4950          *
4951          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
4952          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
4953          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
4954          */
4955         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
4956                 /*
4957                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
4958                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
4959                  */
4960                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4961                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4962         }
4963 }
4964
4965 /*
4966  * We switched to the sched_fair class.
4967  */
4968 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4969 {
4970         if (!p->se.on_rq)
4971                 return;
4972
4973         /*
4974          * We were most likely switched from sched_rt, so
4975          * kick off the schedule if running, otherwise just see
4976          * if we can still preempt the current task.
4977          */
4978         if (rq->curr == p)
4979                 resched_task(rq->curr);
4980         else
4981                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
4982 }
4983
4984 /* Account for a task changing its policy or group.
4985  *
4986  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
4987  * migrates between groups/classes.
4988  */
4989 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
4990 {
4991         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
4992
4993         for_each_sched_entity(se) {
4994                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4995
4996                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4997                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
4998                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4999         }
5000 }
5001
5002 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5003 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
5004 {
5005         /*
5006          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
5007          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
5008          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
5009          * bonus in place_entity()).
5010          *
5011          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
5012          * ->vruntime to a relative base.
5013          *
5014          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
5015          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
5016          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
5017          */
5018         if (!on_rq)
5019                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5020         set_task_rq(p, task_cpu(p));
5021         if (!on_rq)
5022                 p->se.vruntime += cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5023 }
5024 #endif
5025
5026 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
5027 {
5028         struct sched_entity *se = &task->se;
5029         unsigned int rr_interval = 0;
5030
5031         /*
5032          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
5033          * idle runqueue:
5034          */
5035         if (rq->cfs.load.weight)
5036                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
5037
5038         return rr_interval;
5039 }
5040
5041 /*
5042  * All the scheduling class methods:
5043  */
5044 static const struct sched_class fair_sched_class = {
5045         .next                   = &idle_sched_class,
5046         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
5047         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
5048         .yield_task             = yield_task_fair,
5049         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
5050
5051         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
5052
5053         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
5054         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
5055
5056 #ifdef CONFIG_SMP
5057         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
5058
5059         .rq_online              = rq_online_fair,
5060         .rq_offline             = rq_offline_fair,
5061
5062         .task_waking            = task_waking_fair,
5063 #endif
5064
5065         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
5066         .task_tick              = task_tick_fair,
5067         .task_fork              = task_fork_fair,
5068
5069         .prio_changed           = prio_changed_fair,
5070         .switched_from          = switched_from_fair,
5071         .switched_to            = switched_to_fair,
5072
5073         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
5074
5075 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5076         .task_move_group        = task_move_group_fair,
5077 #endif
5078 };
5079
5080 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5081 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
5082 {
5083         struct cfs_rq *cfs_rq;
5084
5085         rcu_read_lock();
5086         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
5087                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
5088         rcu_read_unlock();
5089 }
5090 #endif