e82c5722dbe34af4e798031e4a9f361c11128c83
[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
26 /*
27  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
28  * (default: 5ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
29  *
30  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
31  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
32  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
33  * based scheduling concepts.
34  *
35  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
36  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
37  */
38 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
39 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
40
41 /*
42  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
43  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
44  *
45  * Options are:
46  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
47  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
48  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
49  */
50 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
51         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
52
53 /*
54  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
55  * (default: 2 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
56  */
57 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 2000000ULL;
58 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 2000000ULL;
59
60 /*
61  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
62  */
63 static unsigned int sched_nr_latency = 3;
64
65 /*
66  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
67  * parent will (try to) run first.
68  */
69 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
70
71 /*
72  * sys_sched_yield() compat mode
73  *
74  * This option switches the agressive yield implementation of the
75  * old scheduler back on.
76  */
77 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
78
79 /*
80  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
81  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
82  *
83  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
84  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
85  * have immediate wakeup/sleep latencies.
86  */
87 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
88 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
89
90 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
91
92 static const struct sched_class fair_sched_class;
93
94 /**************************************************************
95  * CFS operations on generic schedulable entities:
96  */
97
98 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
99
100 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
101 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
102 {
103         return cfs_rq->rq;
104 }
105
106 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
107 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
108
109 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
110 {
111 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
112         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
113 #endif
114         return container_of(se, struct task_struct, se);
115 }
116
117 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
118 #define for_each_sched_entity(se) \
119                 for (; se; se = se->parent)
120
121 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
122 {
123         return p->se.cfs_rq;
124 }
125
126 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
127 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
128 {
129         return se->cfs_rq;
130 }
131
132 /* runqueue "owned" by this group */
133 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
134 {
135         return grp->my_q;
136 }
137
138 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
139  * another cpu ('this_cpu')
140  */
141 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
142 {
143         return cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
144 }
145
146 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
147 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
148         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
149
150 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
151 static inline int
152 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
153 {
154         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
155                 return 1;
156
157         return 0;
158 }
159
160 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
161 {
162         return se->parent;
163 }
164
165 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
166 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
167 {
168         int depth = 0;
169
170         for_each_sched_entity(se)
171                 depth++;
172
173         return depth;
174 }
175
176 static void
177 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
178 {
179         int se_depth, pse_depth;
180
181         /*
182          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
183          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
184          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
185          * parent.
186          */
187
188         /* First walk up until both entities are at same depth */
189         se_depth = depth_se(*se);
190         pse_depth = depth_se(*pse);
191
192         while (se_depth > pse_depth) {
193                 se_depth--;
194                 *se = parent_entity(*se);
195         }
196
197         while (pse_depth > se_depth) {
198                 pse_depth--;
199                 *pse = parent_entity(*pse);
200         }
201
202         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
203                 *se = parent_entity(*se);
204                 *pse = parent_entity(*pse);
205         }
206 }
207
208 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
209
210 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
211 {
212         return container_of(se, struct task_struct, se);
213 }
214
215 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
216 {
217         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
218 }
219
220 #define entity_is_task(se)      1
221
222 #define for_each_sched_entity(se) \
223                 for (; se; se = NULL)
224
225 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
226 {
227         return &task_rq(p)->cfs;
228 }
229
230 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
231 {
232         struct task_struct *p = task_of(se);
233         struct rq *rq = task_rq(p);
234
235         return &rq->cfs;
236 }
237
238 /* runqueue "owned" by this group */
239 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
240 {
241         return NULL;
242 }
243
244 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
245 {
246         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
247 }
248
249 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
250                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
251
252 static inline int
253 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
254 {
255         return 1;
256 }
257
258 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
259 {
260         return NULL;
261 }
262
263 static inline void
264 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
265 {
266 }
267
268 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
269
270
271 /**************************************************************
272  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
273  */
274
275 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
276 {
277         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
278         if (delta > 0)
279                 min_vruntime = vruntime;
280
281         return min_vruntime;
282 }
283
284 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
285 {
286         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
287         if (delta < 0)
288                 min_vruntime = vruntime;
289
290         return min_vruntime;
291 }
292
293 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
294                                 struct sched_entity *b)
295 {
296         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
297 }
298
299 static inline s64 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
300 {
301         return se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
302 }
303
304 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
305 {
306         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
307
308         if (cfs_rq->curr)
309                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
310
311         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
312                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
313                                                    struct sched_entity,
314                                                    run_node);
315
316                 if (!cfs_rq->curr)
317                         vruntime = se->vruntime;
318                 else
319                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
320         }
321
322         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
323 }
324
325 /*
326  * Enqueue an entity into the rb-tree:
327  */
328 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
329 {
330         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
331         struct rb_node *parent = NULL;
332         struct sched_entity *entry;
333         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
334         int leftmost = 1;
335
336         /*
337          * Find the right place in the rbtree:
338          */
339         while (*link) {
340                 parent = *link;
341                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
342                 /*
343                  * We dont care about collisions. Nodes with
344                  * the same key stay together.
345                  */
346                 if (key < entity_key(cfs_rq, entry)) {
347                         link = &parent->rb_left;
348                 } else {
349                         link = &parent->rb_right;
350                         leftmost = 0;
351                 }
352         }
353
354         /*
355          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
356          * used):
357          */
358         if (leftmost)
359                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
360
361         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
362         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
363 }
364
365 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
366 {
367         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
368                 struct rb_node *next_node;
369
370                 next_node = rb_next(&se->run_node);
371                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
372         }
373
374         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
375 }
376
377 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
378 {
379         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
380
381         if (!left)
382                 return NULL;
383
384         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
385 }
386
387 static struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
388 {
389         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
390
391         if (!last)
392                 return NULL;
393
394         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
395 }
396
397 /**************************************************************
398  * Scheduling class statistics methods:
399  */
400
401 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
402 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
403                 void __user *buffer, size_t *lenp,
404                 loff_t *ppos)
405 {
406         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
407         int factor = get_update_sysctl_factor();
408
409         if (ret || !write)
410                 return ret;
411
412         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
413                                         sysctl_sched_min_granularity);
414
415 #define WRT_SYSCTL(name) \
416         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
417         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
418         WRT_SYSCTL(sched_latency);
419         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
420         WRT_SYSCTL(sched_shares_ratelimit);
421 #undef WRT_SYSCTL
422
423         return 0;
424 }
425 #endif
426
427 /*
428  * delta /= w
429  */
430 static inline unsigned long
431 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
432 {
433         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
434                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
435
436         return delta;
437 }
438
439 /*
440  * The idea is to set a period in which each task runs once.
441  *
442  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
443  * this period because otherwise the slices get too small.
444  *
445  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
446  */
447 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
448 {
449         u64 period = sysctl_sched_latency;
450         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
451
452         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
453                 period = sysctl_sched_min_granularity;
454                 period *= nr_running;
455         }
456
457         return period;
458 }
459
460 /*
461  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
462  * proportional to the weight.
463  *
464  * s = p*P[w/rw]
465  */
466 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
467 {
468         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
469
470         for_each_sched_entity(se) {
471                 struct load_weight *load;
472                 struct load_weight lw;
473
474                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
475                 load = &cfs_rq->load;
476
477                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
478                         lw = cfs_rq->load;
479
480                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
481                         load = &lw;
482                 }
483                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
484         }
485         return slice;
486 }
487
488 /*
489  * We calculate the vruntime slice of a to be inserted task
490  *
491  * vs = s/w
492  */
493 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
494 {
495         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
496 }
497
498 /*
499  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
500  * are not in our scheduling class.
501  */
502 static inline void
503 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
504               unsigned long delta_exec)
505 {
506         unsigned long delta_exec_weighted;
507
508         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
509                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
510
511         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
512         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
513         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
514
515         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
516         update_min_vruntime(cfs_rq);
517 }
518
519 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
520 {
521         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
522         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock;
523         unsigned long delta_exec;
524
525         if (unlikely(!curr))
526                 return;
527
528         /*
529          * Get the amount of time the current task was running
530          * since the last time we changed load (this cannot
531          * overflow on 32 bits):
532          */
533         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
534         if (!delta_exec)
535                 return;
536
537         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
538         curr->exec_start = now;
539
540         if (entity_is_task(curr)) {
541                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
542
543                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
544                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
545                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
546         }
547 }
548
549 static inline void
550 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
551 {
552         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
553 }
554
555 /*
556  * Task is being enqueued - update stats:
557  */
558 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
559 {
560         /*
561          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
562          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
563          */
564         if (se != cfs_rq->curr)
565                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
566 }
567
568 static void
569 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
570 {
571         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
572                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
573         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
574         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
575                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
576 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
577         if (entity_is_task(se)) {
578                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
579                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
580         }
581 #endif
582         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
583 }
584
585 static inline void
586 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
587 {
588         /*
589          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
590          * waiting task:
591          */
592         if (se != cfs_rq->curr)
593                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
594 }
595
596 /*
597  * We are picking a new current task - update its stats:
598  */
599 static inline void
600 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
601 {
602         /*
603          * We are starting a new run period:
604          */
605         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
606 }
607
608 /**************************************************
609  * Scheduling class queueing methods:
610  */
611
612 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
613 static void
614 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
615 {
616         cfs_rq->task_weight += weight;
617 }
618 #else
619 static inline void
620 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
621 {
622 }
623 #endif
624
625 static void
626 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
627 {
628         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
629         if (!parent_entity(se))
630                 inc_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
631         if (entity_is_task(se)) {
632                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, se->load.weight);
633                 list_add(&se->group_node, &cfs_rq->tasks);
634         }
635         cfs_rq->nr_running++;
636         se->on_rq = 1;
637 }
638
639 static void
640 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
641 {
642         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
643         if (!parent_entity(se))
644                 dec_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
645         if (entity_is_task(se)) {
646                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, -se->load.weight);
647                 list_del_init(&se->group_node);
648         }
649         cfs_rq->nr_running--;
650         se->on_rq = 0;
651 }
652
653 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
654 {
655 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
656         struct task_struct *tsk = NULL;
657
658         if (entity_is_task(se))
659                 tsk = task_of(se);
660
661         if (se->statistics.sleep_start) {
662                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
663
664                 if ((s64)delta < 0)
665                         delta = 0;
666
667                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
668                         se->statistics.sleep_max = delta;
669
670                 se->statistics.sleep_start = 0;
671                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
672
673                 if (tsk) {
674                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
675                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
676                 }
677         }
678         if (se->statistics.block_start) {
679                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
680
681                 if ((s64)delta < 0)
682                         delta = 0;
683
684                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
685                         se->statistics.block_max = delta;
686
687                 se->statistics.block_start = 0;
688                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
689
690                 if (tsk) {
691                         if (tsk->in_iowait) {
692                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
693                                 se->statistics.iowait_count++;
694                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
695                         }
696
697                         /*
698                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
699                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
700                          * amount of time that the task spent sleeping:
701                          */
702                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
703                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
704                                                 (void *)get_wchan(tsk),
705                                                 delta >> 20);
706                         }
707                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
708                 }
709         }
710 #endif
711 }
712
713 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
714 {
715 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
716         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
717
718         if (d < 0)
719                 d = -d;
720
721         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
722                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
723 #endif
724 }
725
726 static void
727 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
728 {
729         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
730
731         /*
732          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
733          * however the extra weight of the new task will slow them down a
734          * little, place the new task so that it fits in the slot that
735          * stays open at the end.
736          */
737         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
738                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
739
740         /* sleeps up to a single latency don't count. */
741         if (!initial) {
742                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
743
744                 /*
745                  * Halve their sleep time's effect, to allow
746                  * for a gentler effect of sleepers:
747                  */
748                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
749                         thresh >>= 1;
750
751                 vruntime -= thresh;
752         }
753
754         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
755         vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
756
757         se->vruntime = vruntime;
758 }
759
760 static void
761 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
762 {
763         /*
764          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
765          * through callig update_curr().
766          */
767         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
768                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
769
770         /*
771          * Update run-time statistics of the 'current'.
772          */
773         update_curr(cfs_rq);
774         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
775
776         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
777                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
778                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
779         }
780
781         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
782         check_spread(cfs_rq, se);
783         if (se != cfs_rq->curr)
784                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
785 }
786
787 static void __clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
788 {
789         if (!se || cfs_rq->last == se)
790                 cfs_rq->last = NULL;
791
792         if (!se || cfs_rq->next == se)
793                 cfs_rq->next = NULL;
794 }
795
796 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
797 {
798         for_each_sched_entity(se)
799                 __clear_buddies(cfs_rq_of(se), se);
800 }
801
802 static void
803 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
804 {
805         /*
806          * Update run-time statistics of the 'current'.
807          */
808         update_curr(cfs_rq);
809
810         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
811         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
812 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
813                 if (entity_is_task(se)) {
814                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
815
816                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
817                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
818                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
819                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
820                 }
821 #endif
822         }
823
824         clear_buddies(cfs_rq, se);
825
826         if (se != cfs_rq->curr)
827                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
828         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
829         update_min_vruntime(cfs_rq);
830
831         /*
832          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
833          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
834          * movement in our normalized position.
835          */
836         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
837                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
838 }
839
840 /*
841  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
842  */
843 static void
844 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
845 {
846         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
847
848         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
849         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
850         if (delta_exec > ideal_runtime) {
851                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
852                 /*
853                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
854                  * re-elected due to buddy favours.
855                  */
856                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
857                 return;
858         }
859
860         /*
861          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
862          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
863          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
864          */
865         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
866                 return;
867
868         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
869                 return;
870
871         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
872                 struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
873                 s64 delta = curr->vruntime - se->vruntime;
874
875                 if (delta > ideal_runtime)
876                         resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
877         }
878 }
879
880 static void
881 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
882 {
883         /* 'current' is not kept within the tree. */
884         if (se->on_rq) {
885                 /*
886                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
887                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
888                  * runqueue.
889                  */
890                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
891                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
892         }
893
894         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
895         cfs_rq->curr = se;
896 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
897         /*
898          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
899          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
900          * when there are only lesser-weight tasks around):
901          */
902         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
903                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
904                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
905         }
906 #endif
907         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
908 }
909
910 static int
911 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
912
913 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
914 {
915         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
916         struct sched_entity *left = se;
917
918         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
919                 se = cfs_rq->next;
920
921         /*
922          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
923          */
924         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
925                 se = cfs_rq->last;
926
927         clear_buddies(cfs_rq, se);
928
929         return se;
930 }
931
932 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
933 {
934         /*
935          * If still on the runqueue then deactivate_task()
936          * was not called and update_curr() has to be done:
937          */
938         if (prev->on_rq)
939                 update_curr(cfs_rq);
940
941         check_spread(cfs_rq, prev);
942         if (prev->on_rq) {
943                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
944                 /* Put 'current' back into the tree. */
945                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
946         }
947         cfs_rq->curr = NULL;
948 }
949
950 static void
951 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
952 {
953         /*
954          * Update run-time statistics of the 'current'.
955          */
956         update_curr(cfs_rq);
957
958 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
959         /*
960          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
961          * validating it and just reschedule.
962          */
963         if (queued) {
964                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
965                 return;
966         }
967         /*
968          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
969          */
970         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
971                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
972                 return;
973 #endif
974
975         if (cfs_rq->nr_running > 1 || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
976                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
977 }
978
979 /**************************************************
980  * CFS operations on tasks:
981  */
982
983 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
984 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
985 {
986         struct sched_entity *se = &p->se;
987         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
988
989         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
990
991         if (hrtick_enabled(rq) && cfs_rq->nr_running > 1) {
992                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
993                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
994                 s64 delta = slice - ran;
995
996                 if (delta < 0) {
997                         if (rq->curr == p)
998                                 resched_task(p);
999                         return;
1000                 }
1001
1002                 /*
1003                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
1004                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
1005                  */
1006                 if (rq->curr != p)
1007                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
1008
1009                 hrtick_start(rq, delta);
1010         }
1011 }
1012
1013 /*
1014  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
1015  * current task is from our class and nr_running is low enough
1016  * to matter.
1017  */
1018 static void hrtick_update(struct rq *rq)
1019 {
1020         struct task_struct *curr = rq->curr;
1021
1022         if (curr->sched_class != &fair_sched_class)
1023                 return;
1024
1025         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
1026                 hrtick_start_fair(rq, curr);
1027 }
1028 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1029 static inline void
1030 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1031 {
1032 }
1033
1034 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
1035 {
1036 }
1037 #endif
1038
1039 /*
1040  * The enqueue_task method is called before nr_running is
1041  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
1042  * then put the task into the rbtree:
1043  */
1044 static void
1045 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1046 {
1047         struct cfs_rq *cfs_rq;
1048         struct sched_entity *se = &p->se;
1049
1050         for_each_sched_entity(se) {
1051                 if (se->on_rq)
1052                         break;
1053                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1054                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
1055                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1056         }
1057
1058         hrtick_update(rq);
1059 }
1060
1061 /*
1062  * The dequeue_task method is called before nr_running is
1063  * decreased. We remove the task from the rbtree and
1064  * update the fair scheduling stats:
1065  */
1066 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1067 {
1068         struct cfs_rq *cfs_rq;
1069         struct sched_entity *se = &p->se;
1070
1071         for_each_sched_entity(se) {
1072                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1073                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
1074                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
1075                 if (cfs_rq->load.weight)
1076                         break;
1077                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
1078         }
1079
1080         hrtick_update(rq);
1081 }
1082
1083 /*
1084  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
1085  *
1086  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
1087  */
1088 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
1089 {
1090         struct task_struct *curr = rq->curr;
1091         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1092         struct sched_entity *rightmost, *se = &curr->se;
1093
1094         /*
1095          * Are we the only task in the tree?
1096          */
1097         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
1098                 return;
1099
1100         clear_buddies(cfs_rq, se);
1101
1102         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield) && curr->policy != SCHED_BATCH) {
1103                 update_rq_clock(rq);
1104                 /*
1105                  * Update run-time statistics of the 'current'.
1106                  */
1107                 update_curr(cfs_rq);
1108
1109                 return;
1110         }
1111         /*
1112          * Find the rightmost entry in the rbtree:
1113          */
1114         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
1115         /*
1116          * Already in the rightmost position?
1117          */
1118         if (unlikely(!rightmost || entity_before(rightmost, se)))
1119                 return;
1120
1121         /*
1122          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
1123          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1124          * 'current' within the tree based on its new key value.
1125          */
1126         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
1127 }
1128
1129 #ifdef CONFIG_SMP
1130
1131 static void task_waking_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1132 {
1133         struct sched_entity *se = &p->se;
1134         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1135
1136         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1137 }
1138
1139 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1140 /*
1141  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
1142  *
1143  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
1144  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
1145  * can calculate the shift in shares.
1146  *
1147  * The problem is that perfectly aligning the shares is rather expensive, hence
1148  * we try to avoid doing that too often - see update_shares(), which ratelimits
1149  * this change.
1150  *
1151  * We compensate this by not only taking the current delta into account, but
1152  * also considering the delta between when the shares were last adjusted and
1153  * now.
1154  *
1155  * We still saw a performance dip, some tracing learned us that between
1156  * cgroup:/ and cgroup:/foo balancing the number of affine wakeups increased
1157  * significantly. Therefore try to bias the error in direction of failing
1158  * the affine wakeup.
1159  *
1160  */
1161 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
1162                 long wl, long wg)
1163 {
1164         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
1165
1166         if (!tg->parent)
1167                 return wl;
1168
1169         /*
1170          * By not taking the decrease of shares on the other cpu into
1171          * account our error leans towards reducing the affine wakeups.
1172          */
1173         if (!wl && sched_feat(ASYM_EFF_LOAD))
1174                 return wl;
1175
1176         for_each_sched_entity(se) {
1177                 long S, rw, s, a, b;
1178                 long more_w;
1179
1180                 /*
1181                  * Instead of using this increment, also add the difference
1182                  * between when the shares were last updated and now.
1183                  */
1184                 more_w = se->my_q->load.weight - se->my_q->rq_weight;
1185                 wl += more_w;
1186                 wg += more_w;
1187
1188                 S = se->my_q->tg->shares;
1189                 s = se->my_q->shares;
1190                 rw = se->my_q->rq_weight;
1191
1192                 a = S*(rw + wl);
1193                 b = S*rw + s*wg;
1194
1195                 wl = s*(a-b);
1196
1197                 if (likely(b))
1198                         wl /= b;
1199
1200                 /*
1201                  * Assume the group is already running and will
1202                  * thus already be accounted for in the weight.
1203                  *
1204                  * That is, moving shares between CPUs, does not
1205                  * alter the group weight.
1206                  */
1207                 wg = 0;
1208         }
1209
1210         return wl;
1211 }
1212
1213 #else
1214
1215 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
1216                 unsigned long wl, unsigned long wg)
1217 {
1218         return wl;
1219 }
1220
1221 #endif
1222
1223 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
1224 {
1225         unsigned long this_load, load;
1226         int idx, this_cpu, prev_cpu;
1227         unsigned long tl_per_task;
1228         struct task_group *tg;
1229         unsigned long weight;
1230         int balanced;
1231
1232         idx       = sd->wake_idx;
1233         this_cpu  = smp_processor_id();
1234         prev_cpu  = task_cpu(p);
1235         load      = source_load(prev_cpu, idx);
1236         this_load = target_load(this_cpu, idx);
1237
1238         /*
1239          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
1240          * effect of the currently running task from the load
1241          * of the current CPU:
1242          */
1243         if (sync) {
1244                 tg = task_group(current);
1245                 weight = current->se.load.weight;
1246
1247                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
1248                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
1249         }
1250
1251         tg = task_group(p);
1252         weight = p->se.load.weight;
1253
1254         /*
1255          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
1256          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
1257          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
1258          * about that, so that's good too.
1259          *
1260          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
1261          * task to be woken on this_cpu.
1262          */
1263         if (this_load) {
1264                 unsigned long this_eff_load, prev_eff_load;
1265
1266                 this_eff_load = 100;
1267                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
1268                 this_eff_load *= this_load +
1269                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
1270
1271                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1272                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
1273                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
1274
1275                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
1276         } else
1277                 balanced = true;
1278
1279         /*
1280          * If the currently running task will sleep within
1281          * a reasonable amount of time then attract this newly
1282          * woken task:
1283          */
1284         if (sync && balanced)
1285                 return 1;
1286
1287         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
1288         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
1289
1290         if (balanced ||
1291             (this_load <= load &&
1292              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
1293                 /*
1294                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
1295                  * p is cache cold in this domain, and
1296                  * there is no bad imbalance.
1297                  */
1298                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
1299                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
1300
1301                 return 1;
1302         }
1303         return 0;
1304 }
1305
1306 /*
1307  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
1308  * domain.
1309  */
1310 static struct sched_group *
1311 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
1312                   int this_cpu, int load_idx)
1313 {
1314         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
1315         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
1316         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
1317
1318         do {
1319                 unsigned long load, avg_load;
1320                 int local_group;
1321                 int i;
1322
1323                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
1324                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
1325                                         &p->cpus_allowed))
1326                         continue;
1327
1328                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
1329                                                sched_group_cpus(group));
1330
1331                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
1332                 avg_load = 0;
1333
1334                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
1335                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
1336                         if (local_group)
1337                                 load = source_load(i, load_idx);
1338                         else
1339                                 load = target_load(i, load_idx);
1340
1341                         avg_load += load;
1342                 }
1343
1344                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
1345                 avg_load = (avg_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
1346
1347                 if (local_group) {
1348                         this_load = avg_load;
1349                         this = group;
1350                 } else if (avg_load < min_load) {
1351                         min_load = avg_load;
1352                         idlest = group;
1353                 }
1354         } while (group = group->next, group != sd->groups);
1355
1356         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
1357                 return NULL;
1358         return idlest;
1359 }
1360
1361 /*
1362  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
1363  */
1364 static int
1365 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
1366 {
1367         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
1368         int idlest = -1;
1369         int i;
1370
1371         /* Traverse only the allowed CPUs */
1372         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
1373                 load = weighted_cpuload(i);
1374
1375                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
1376                         min_load = load;
1377                         idlest = i;
1378                 }
1379         }
1380
1381         return idlest;
1382 }
1383
1384 /*
1385  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
1386  */
1387 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
1388 {
1389         int cpu = smp_processor_id();
1390         int prev_cpu = task_cpu(p);
1391         struct sched_domain *sd;
1392         int i;
1393
1394         /*
1395          * If the task is going to be woken-up on this cpu and if it is
1396          * already idle, then it is the right target.
1397          */
1398         if (target == cpu && idle_cpu(cpu))
1399                 return cpu;
1400
1401         /*
1402          * If the task is going to be woken-up on the cpu where it previously
1403          * ran and if it is currently idle, then it the right target.
1404          */
1405         if (target == prev_cpu && idle_cpu(prev_cpu))
1406                 return prev_cpu;
1407
1408         /*
1409          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
1410          */
1411         for_each_domain(target, sd) {
1412                 if (!(sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES))
1413                         break;
1414
1415                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed) {
1416                         if (idle_cpu(i)) {
1417                                 target = i;
1418                                 break;
1419                         }
1420                 }
1421
1422                 /*
1423                  * Lets stop looking for an idle sibling when we reached
1424                  * the domain that spans the current cpu and prev_cpu.
1425                  */
1426                 if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)) &&
1427                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
1428                         break;
1429         }
1430
1431         return target;
1432 }
1433
1434 /*
1435  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
1436  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
1437  * SD_BALANCE_EXEC.
1438  *
1439  * Balance, ie. select the least loaded group.
1440  *
1441  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
1442  *
1443  * preempt must be disabled.
1444  */
1445 static int
1446 select_task_rq_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
1447 {
1448         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
1449         int cpu = smp_processor_id();
1450         int prev_cpu = task_cpu(p);
1451         int new_cpu = cpu;
1452         int want_affine = 0;
1453         int want_sd = 1;
1454         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
1455
1456         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
1457                 if (cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
1458                         want_affine = 1;
1459                 new_cpu = prev_cpu;
1460         }
1461
1462         for_each_domain(cpu, tmp) {
1463                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1464                         continue;
1465
1466                 /*
1467                  * If power savings logic is enabled for a domain, see if we
1468                  * are not overloaded, if so, don't balance wider.
1469                  */
1470                 if (tmp->flags & (SD_POWERSAVINGS_BALANCE|SD_PREFER_LOCAL)) {
1471                         unsigned long power = 0;
1472                         unsigned long nr_running = 0;
1473                         unsigned long capacity;
1474                         int i;
1475
1476                         for_each_cpu(i, sched_domain_span(tmp)) {
1477                                 power += power_of(i);
1478                                 nr_running += cpu_rq(i)->cfs.nr_running;
1479                         }
1480
1481                         capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
1482
1483                         if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
1484                                 nr_running /= 2;
1485
1486                         if (nr_running < capacity)
1487                                 want_sd = 0;
1488                 }
1489
1490                 /*
1491                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
1492                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
1493                  */
1494                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
1495                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
1496                         affine_sd = tmp;
1497                         want_affine = 0;
1498                 }
1499
1500                 if (!want_sd && !want_affine)
1501                         break;
1502
1503                 if (!(tmp->flags & sd_flag))
1504                         continue;
1505
1506                 if (want_sd)
1507                         sd = tmp;
1508         }
1509
1510 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1511         if (sched_feat(LB_SHARES_UPDATE)) {
1512                 /*
1513                  * Pick the largest domain to update shares over
1514                  */
1515                 tmp = sd;
1516                 if (affine_sd && (!tmp || affine_sd->span_weight > sd->span_weight))
1517                         tmp = affine_sd;
1518
1519                 if (tmp) {
1520                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1521                         update_shares(tmp);
1522                         raw_spin_lock(&rq->lock);
1523                 }
1524         }
1525 #endif
1526
1527         if (affine_sd) {
1528                 if (cpu == prev_cpu || wake_affine(affine_sd, p, sync))
1529                         return select_idle_sibling(p, cpu);
1530                 else
1531                         return select_idle_sibling(p, prev_cpu);
1532         }
1533
1534         while (sd) {
1535                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
1536                 struct sched_group *group;
1537                 int weight;
1538
1539                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
1540                         sd = sd->child;
1541                         continue;
1542                 }
1543
1544                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
1545                         load_idx = sd->wake_idx;
1546
1547                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
1548                 if (!group) {
1549                         sd = sd->child;
1550                         continue;
1551                 }
1552
1553                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
1554                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
1555                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
1556                         sd = sd->child;
1557                         continue;
1558                 }
1559
1560                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
1561                 cpu = new_cpu;
1562                 weight = sd->span_weight;
1563                 sd = NULL;
1564                 for_each_domain(cpu, tmp) {
1565                         if (weight <= tmp->span_weight)
1566                                 break;
1567                         if (tmp->flags & sd_flag)
1568                                 sd = tmp;
1569                 }
1570                 /* while loop will break here if sd == NULL */
1571         }
1572
1573         return new_cpu;
1574 }
1575 #endif /* CONFIG_SMP */
1576
1577 static unsigned long
1578 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1579 {
1580         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
1581
1582         /*
1583          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
1584          * to virtual-time in his units.
1585          *
1586          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
1587          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
1588          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
1589          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
1590          * be smaller, again penalizing the lighter task.
1591          *
1592          * This is especially important for buddies when the leftmost
1593          * task is higher priority than the buddy.
1594          */
1595         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
1596                 gran = calc_delta_fair(gran, se);
1597
1598         return gran;
1599 }
1600
1601 /*
1602  * Should 'se' preempt 'curr'.
1603  *
1604  *             |s1
1605  *        |s2
1606  *   |s3
1607  *         g
1608  *      |<--->|c
1609  *
1610  *  w(c, s1) = -1
1611  *  w(c, s2) =  0
1612  *  w(c, s3) =  1
1613  *
1614  */
1615 static int
1616 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1617 {
1618         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
1619
1620         if (vdiff <= 0)
1621                 return -1;
1622
1623         gran = wakeup_gran(curr, se);
1624         if (vdiff > gran)
1625                 return 1;
1626
1627         return 0;
1628 }
1629
1630 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
1631 {
1632         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1633                 for_each_sched_entity(se)
1634                         cfs_rq_of(se)->last = se;
1635         }
1636 }
1637
1638 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
1639 {
1640         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1641                 for_each_sched_entity(se)
1642                         cfs_rq_of(se)->next = se;
1643         }
1644 }
1645
1646 /*
1647  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1648  */
1649 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1650 {
1651         struct task_struct *curr = rq->curr;
1652         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
1653         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1654         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
1655
1656         if (unlikely(rt_prio(p->prio)))
1657                 goto preempt;
1658
1659         if (unlikely(p->sched_class != &fair_sched_class))
1660                 return;
1661
1662         if (unlikely(se == pse))
1663                 return;
1664
1665         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK))
1666                 set_next_buddy(pse);
1667
1668         /*
1669          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
1670          * wake up path.
1671          */
1672         if (test_tsk_need_resched(curr))
1673                 return;
1674
1675         /*
1676          * Batch and idle tasks do not preempt (their preemption is driven by
1677          * the tick):
1678          */
1679         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL))
1680                 return;
1681
1682         /* Idle tasks are by definition preempted by everybody. */
1683         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE))
1684                 goto preempt;
1685
1686         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
1687                 return;
1688
1689         update_curr(cfs_rq);
1690         find_matching_se(&se, &pse);
1691         BUG_ON(!pse);
1692         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1)
1693                 goto preempt;
1694
1695         return;
1696
1697 preempt:
1698         resched_task(curr);
1699         /*
1700          * Only set the backward buddy when the current task is still
1701          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
1702          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
1703          * point, either of which can * drop the rq lock.
1704          *
1705          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
1706          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
1707          */
1708         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
1709                 return;
1710
1711         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
1712                 set_last_buddy(se);
1713 }
1714
1715 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
1716 {
1717         struct task_struct *p;
1718         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
1719         struct sched_entity *se;
1720
1721         if (!cfs_rq->nr_running)
1722                 return NULL;
1723
1724         do {
1725                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
1726                 set_next_entity(cfs_rq, se);
1727                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1728         } while (cfs_rq);
1729
1730         p = task_of(se);
1731         hrtick_start_fair(rq, p);
1732
1733         return p;
1734 }
1735
1736 /*
1737  * Account for a descheduled task:
1738  */
1739 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1740 {
1741         struct sched_entity *se = &prev->se;
1742         struct cfs_rq *cfs_rq;
1743
1744         for_each_sched_entity(se) {
1745                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1746                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
1747         }
1748 }
1749
1750 #ifdef CONFIG_SMP
1751 /**************************************************
1752  * Fair scheduling class load-balancing methods:
1753  */
1754
1755 /*
1756  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
1757  * Both runqueues must be locked.
1758  */
1759 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
1760                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
1761 {
1762         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1763         set_task_cpu(p, this_cpu);
1764         activate_task(this_rq, p, 0);
1765         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
1766 }
1767
1768 /*
1769  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
1770  */
1771 static
1772 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
1773                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1774                      int *all_pinned)
1775 {
1776         int tsk_cache_hot = 0;
1777         /*
1778          * We do not migrate tasks that are:
1779          * 1) running (obviously), or
1780          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
1781          * 3) are cache-hot on their current CPU.
1782          */
1783         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
1784                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
1785                 return 0;
1786         }
1787         *all_pinned = 0;
1788
1789         if (task_running(rq, p)) {
1790                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
1791                 return 0;
1792         }
1793
1794         /*
1795          * Aggressive migration if:
1796          * 1) task is cache cold, or
1797          * 2) too many balance attempts have failed.
1798          */
1799
1800         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
1801         if (!tsk_cache_hot ||
1802                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
1803 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1804                 if (tsk_cache_hot) {
1805                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
1806                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
1807                 }
1808 #endif
1809                 return 1;
1810         }
1811
1812         if (tsk_cache_hot) {
1813                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
1814                 return 0;
1815         }
1816         return 1;
1817 }
1818
1819 /*
1820  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
1821  * part of active balancing operations within "domain".
1822  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
1823  *
1824  * Called with both runqueues locked.
1825  */
1826 static int
1827 move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1828               struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
1829 {
1830         struct task_struct *p, *n;
1831         struct cfs_rq *cfs_rq;
1832         int pinned = 0;
1833
1834         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, cfs_rq) {
1835                 list_for_each_entry_safe(p, n, &cfs_rq->tasks, se.group_node) {
1836
1837                         if (!can_migrate_task(p, busiest, this_cpu,
1838                                                 sd, idle, &pinned))
1839                                 continue;
1840
1841                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
1842                         /*
1843                          * Right now, this is only the second place pull_task()
1844                          * is called, so we can safely collect pull_task()
1845                          * stats here rather than inside pull_task().
1846                          */
1847                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
1848                         return 1;
1849                 }
1850         }
1851
1852         return 0;
1853 }
1854
1855 static unsigned long
1856 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1857               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1858               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1859               int *this_best_prio, struct cfs_rq *busiest_cfs_rq)
1860 {
1861         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
1862         long rem_load_move = max_load_move;
1863         struct task_struct *p, *n;
1864
1865         if (max_load_move == 0)
1866                 goto out;
1867
1868         pinned = 1;
1869
1870         list_for_each_entry_safe(p, n, &busiest_cfs_rq->tasks, se.group_node) {
1871                 if (loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
1872                         break;
1873
1874                 if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
1875                     !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned))
1876                         continue;
1877
1878                 pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
1879                 pulled++;
1880                 rem_load_move -= p->se.load.weight;
1881
1882 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1883                 /*
1884                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
1885                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
1886                  * the critical section.
1887                  */
1888                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
1889                         break;
1890 #endif
1891
1892                 /*
1893                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
1894                  * weighted load.
1895                  */
1896                 if (rem_load_move <= 0)
1897                         break;
1898
1899                 if (p->prio < *this_best_prio)
1900                         *this_best_prio = p->prio;
1901         }
1902 out:
1903         /*
1904          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
1905          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
1906          * inside pull_task().
1907          */
1908         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
1909
1910         if (all_pinned)
1911                 *all_pinned = pinned;
1912
1913         return max_load_move - rem_load_move;
1914 }
1915
1916 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1917 static unsigned long
1918 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1919                   unsigned long max_load_move,
1920                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1921                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1922 {
1923         long rem_load_move = max_load_move;
1924         int busiest_cpu = cpu_of(busiest);
1925         struct task_group *tg;
1926
1927         rcu_read_lock();
1928         update_h_load(busiest_cpu);
1929
1930         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
1931                 struct cfs_rq *busiest_cfs_rq = tg->cfs_rq[busiest_cpu];
1932                 unsigned long busiest_h_load = busiest_cfs_rq->h_load;
1933                 unsigned long busiest_weight = busiest_cfs_rq->load.weight;
1934                 u64 rem_load, moved_load;
1935
1936                 /*
1937                  * empty group
1938                  */
1939                 if (!busiest_cfs_rq->task_weight)
1940                         continue;
1941
1942                 rem_load = (u64)rem_load_move * busiest_weight;
1943                 rem_load = div_u64(rem_load, busiest_h_load + 1);
1944
1945                 moved_load = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1946                                 rem_load, sd, idle, all_pinned, this_best_prio,
1947                                 busiest_cfs_rq);
1948
1949                 if (!moved_load)
1950                         continue;
1951
1952                 moved_load *= busiest_h_load;
1953                 moved_load = div_u64(moved_load, busiest_weight + 1);
1954
1955                 rem_load_move -= moved_load;
1956                 if (rem_load_move < 0)
1957                         break;
1958         }
1959         rcu_read_unlock();
1960
1961         return max_load_move - rem_load_move;
1962 }
1963 #else
1964 static unsigned long
1965 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1966                   unsigned long max_load_move,
1967                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1968                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1969 {
1970         return balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1971                         max_load_move, sd, idle, all_pinned,
1972                         this_best_prio, &busiest->cfs);
1973 }
1974 #endif
1975
1976 /*
1977  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
1978  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
1979  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
1980  *
1981  * Called with both runqueues locked.
1982  */
1983 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1984                       unsigned long max_load_move,
1985                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1986                       int *all_pinned)
1987 {
1988         unsigned long total_load_moved = 0, load_moved;
1989         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
1990
1991         do {
1992                 load_moved = load_balance_fair(this_rq, this_cpu, busiest,
1993                                 max_load_move - total_load_moved,
1994                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
1995
1996                 total_load_moved += load_moved;
1997
1998 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1999                 /*
2000                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
2001                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
2002                  * the critical section.
2003                  */
2004                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
2005                         break;
2006
2007                 if (raw_spin_is_contended(&this_rq->lock) ||
2008                                 raw_spin_is_contended(&busiest->lock))
2009                         break;
2010 #endif
2011         } while (load_moved && max_load_move > total_load_moved);
2012
2013         return total_load_moved > 0;
2014 }
2015
2016 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
2017 /*
2018  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
2019  *              during load balancing.
2020  */
2021 struct sd_lb_stats {
2022         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
2023         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
2024         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
2025         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
2026         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
2027
2028         /** Statistics of this group */
2029         unsigned long this_load;
2030         unsigned long this_load_per_task;
2031         unsigned long this_nr_running;
2032
2033         /* Statistics of the busiest group */
2034         unsigned long max_load;
2035         unsigned long busiest_load_per_task;
2036         unsigned long busiest_nr_running;
2037         unsigned long busiest_group_capacity;
2038
2039         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
2040 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2041         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
2042         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
2043         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
2044         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
2045         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
2046         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
2047 #endif
2048 };
2049
2050 /*
2051  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
2052  */
2053 struct sg_lb_stats {
2054         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
2055         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
2056         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
2057         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
2058         unsigned long group_capacity;
2059         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
2060 };
2061
2062 /**
2063  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
2064  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
2065  */
2066 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
2067 {
2068         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
2069 }
2070
2071 /**
2072  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
2073  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
2074  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
2075  */
2076 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
2077                                         enum cpu_idle_type idle)
2078 {
2079         int load_idx;
2080
2081         switch (idle) {
2082         case CPU_NOT_IDLE:
2083                 load_idx = sd->busy_idx;
2084                 break;
2085
2086         case CPU_NEWLY_IDLE:
2087                 load_idx = sd->newidle_idx;
2088                 break;
2089         default:
2090                 load_idx = sd->idle_idx;
2091                 break;
2092         }
2093
2094         return load_idx;
2095 }
2096
2097
2098 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2099 /**
2100  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
2101  * the given sched_domain, during load balancing.
2102  *
2103  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
2104  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
2105  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
2106  */
2107 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2108         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2109 {
2110         /*
2111          * Busy processors will not participate in power savings
2112          * balance.
2113          */
2114         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2115                 sds->power_savings_balance = 0;
2116         else {
2117                 sds->power_savings_balance = 1;
2118                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
2119                 sds->leader_nr_running = 0;
2120         }
2121 }
2122
2123 /**
2124  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
2125  * sched_domain while performing load balancing.
2126  *
2127  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
2128  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2129  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
2130  *              load balancing ?
2131  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
2132  */
2133 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
2134         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
2135 {
2136
2137         if (!sds->power_savings_balance)
2138                 return;
2139
2140         /*
2141          * If the local group is idle or completely loaded
2142          * no need to do power savings balance at this domain
2143          */
2144         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2145                                 !sds->this_nr_running))
2146                 sds->power_savings_balance = 0;
2147
2148         /*
2149          * If a group is already running at full capacity or idle,
2150          * don't include that group in power savings calculations
2151          */
2152         if (!sds->power_savings_balance ||
2153                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2154                 !sgs->sum_nr_running)
2155                 return;
2156
2157         /*
2158          * Calculate the group which has the least non-idle load.
2159          * This is the group from where we need to pick up the load
2160          * for saving power
2161          */
2162         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
2163             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
2164              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
2165                 sds->group_min = group;
2166                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2167                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
2168                                                 sgs->sum_nr_running;
2169         }
2170
2171         /*
2172          * Calculate the group which is almost near its
2173          * capacity but still has some space to pick up some load
2174          * from other group and save more power
2175          */
2176         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
2177                 return;
2178
2179         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
2180             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
2181              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
2182                 sds->group_leader = group;
2183                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2184         }
2185 }
2186
2187 /**
2188  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
2189  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2190  *      under consideration.
2191  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
2192  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2193  *
2194  * Description:
2195  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
2196  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
2197  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
2198  *
2199  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
2200  * Else returns 0.
2201  */
2202 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2203                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2204 {
2205         if (!sds->power_savings_balance)
2206                 return 0;
2207
2208         if (sds->this != sds->group_leader ||
2209                         sds->group_leader == sds->group_min)
2210                 return 0;
2211
2212         *imbalance = sds->min_load_per_task;
2213         sds->busiest = sds->group_min;
2214
2215         return 1;
2216
2217 }
2218 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2219 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2220         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2221 {
2222         return;
2223 }
2224
2225 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
2226         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
2227 {
2228         return;
2229 }
2230
2231 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2232                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2233 {
2234         return 0;
2235 }
2236 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2237
2238
2239 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2240 {
2241         return SCHED_LOAD_SCALE;
2242 }
2243
2244 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2245 {
2246         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
2247 }
2248
2249 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2250 {
2251         unsigned long weight = sd->span_weight;
2252         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
2253
2254         smt_gain /= weight;
2255
2256         return smt_gain;
2257 }
2258
2259 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2260 {
2261         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
2262 }
2263
2264 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
2265 {
2266         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2267         u64 total, available;
2268
2269         sched_avg_update(rq);
2270
2271         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
2272         available = total - rq->rt_avg;
2273
2274         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
2275                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
2276
2277         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2278
2279         return div_u64(available, total);
2280 }
2281
2282 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2283 {
2284         unsigned long weight = sd->span_weight;
2285         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
2286         struct sched_group *sdg = sd->groups;
2287
2288         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
2289                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
2290                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
2291                 else
2292                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
2293
2294                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2295         }
2296
2297         sdg->cpu_power_orig = power;
2298
2299         if (sched_feat(ARCH_POWER))
2300                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
2301         else
2302                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
2303
2304         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2305
2306         power *= scale_rt_power(cpu);
2307         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2308
2309         if (!power)
2310                 power = 1;
2311
2312         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
2313         sdg->cpu_power = power;
2314 }
2315
2316 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2317 {
2318         struct sched_domain *child = sd->child;
2319         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
2320         unsigned long power;
2321
2322         if (!child) {
2323                 update_cpu_power(sd, cpu);
2324                 return;
2325         }
2326
2327         power = 0;
2328
2329         group = child->groups;
2330         do {
2331                 power += group->cpu_power;
2332                 group = group->next;
2333         } while (group != child->groups);
2334
2335         sdg->cpu_power = power;
2336 }
2337
2338 /*
2339  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
2340  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
2341  * which on its own isn't powerful enough.
2342  *
2343  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
2344  */
2345 static inline int
2346 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
2347 {
2348         /*
2349          * Only siblings can have significantly less than SCHED_LOAD_SCALE
2350          */
2351         if (sd->level != SD_LV_SIBLING)
2352                 return 0;
2353
2354         /*
2355          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
2356          */
2357         if (group->cpu_power * 32 > group->cpu_power_orig * 29)
2358                 return 1;
2359
2360         return 0;
2361 }
2362
2363 /**
2364  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2365  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
2366  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
2367  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2368  * @idle: Idle status of this_cpu
2369  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
2370  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
2371  * @local_group: Does group contain this_cpu.
2372  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2373  * @balance: Should we balance.
2374  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
2375  */
2376 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
2377                         struct sched_group *group, int this_cpu,
2378                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
2379                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
2380                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
2381 {
2382         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
2383         int i;
2384         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
2385         unsigned long avg_load_per_task = 0;
2386
2387         if (local_group)
2388                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
2389
2390         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2391         max_cpu_load = 0;
2392         min_cpu_load = ~0UL;
2393
2394         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
2395                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
2396
2397                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
2398                         *sd_idle = 0;
2399
2400                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2401                 if (local_group) {
2402                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
2403                                 first_idle_cpu = 1;
2404                                 balance_cpu = i;
2405                         }
2406
2407                         load = target_load(i, load_idx);
2408                 } else {
2409                         load = source_load(i, load_idx);
2410                         if (load > max_cpu_load)
2411                                 max_cpu_load = load;
2412                         if (min_cpu_load > load)
2413                                 min_cpu_load = load;
2414                 }
2415
2416                 sgs->group_load += load;
2417                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
2418                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
2419
2420         }
2421
2422         /*
2423          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
2424          * is eligible for doing load balancing at this and above
2425          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
2426          * to do the newly idle load balance.
2427          */
2428         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
2429             balance_cpu != this_cpu) {
2430                 *balance = 0;
2431                 return;
2432         }
2433
2434         update_group_power(sd, this_cpu);
2435
2436         /* Adjust by relative CPU power of the group */
2437         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
2438
2439         /*
2440          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
2441          * than the average weight of two tasks.
2442          *
2443          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
2444          *      might not be a suitable number - should we keep a
2445          *      normalized nr_running number somewhere that negates
2446          *      the hierarchy?
2447          */
2448         if (sgs->sum_nr_running)
2449                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
2450
2451         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
2452                 sgs->group_imb = 1;
2453
2454         sgs->group_capacity =
2455                 DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
2456         if (!sgs->group_capacity)
2457                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(sd, group);
2458 }
2459
2460 /**
2461  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
2462  * @sd: sched_domain whose statistics are to be checked
2463  * @sds: sched_domain statistics
2464  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
2465  * @sds: sched_group statistics
2466  *
2467  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
2468  * busiest group.
2469  */
2470 static bool update_sd_pick_busiest(struct sched_domain *sd,
2471                                    struct sd_lb_stats *sds,
2472                                    struct sched_group *sg,
2473                                    struct sg_lb_stats *sgs,
2474                                    int this_cpu)
2475 {
2476         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
2477                 return false;
2478
2479         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
2480                 return true;
2481
2482         if (sgs->group_imb)
2483                 return true;
2484
2485         /*
2486          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
2487          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
2488          * higher than ourself as busy.
2489          */
2490         if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
2491             this_cpu < group_first_cpu(sg)) {
2492                 if (!sds->busiest)
2493                         return true;
2494
2495                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
2496                         return true;
2497         }
2498
2499         return false;
2500 }
2501
2502 /**
2503  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2504  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
2505  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2506  * @idle: Idle status of this_cpu
2507  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing sg.
2508  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2509  * @balance: Should we balance.
2510  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
2511  */
2512 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2513                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
2514                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
2515                         struct sd_lb_stats *sds)
2516 {
2517         struct sched_domain *child = sd->child;
2518         struct sched_group *sg = sd->groups;
2519         struct sg_lb_stats sgs;
2520         int load_idx, prefer_sibling = 0;
2521
2522         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
2523                 prefer_sibling = 1;
2524
2525         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
2526         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
2527
2528         do {
2529                 int local_group;
2530
2531                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_group_cpus(sg));
2532                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
2533                 update_sg_lb_stats(sd, sg, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
2534                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
2535
2536                 if (local_group && !(*balance))
2537                         return;
2538
2539                 sds->total_load += sgs.group_load;
2540                 sds->total_pwr += sg->cpu_power;
2541
2542                 /*
2543                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
2544                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
2545                  * and move all the excess tasks away.
2546                  */
2547                 if (prefer_sibling)
2548                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
2549
2550                 if (local_group) {
2551                         sds->this_load = sgs.avg_load;
2552                         sds->this = sg;
2553                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2554                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2555                 } else if (update_sd_pick_busiest(sd, sds, sg, &sgs, this_cpu)) {
2556                         sds->max_load = sgs.avg_load;
2557                         sds->busiest = sg;
2558                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2559                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
2560                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2561                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
2562                 }
2563
2564                 update_sd_power_savings_stats(sg, sds, local_group, &sgs);
2565                 sg = sg->next;
2566         } while (sg != sd->groups);
2567 }
2568
2569 int __weak arch_sd_sibiling_asym_packing(void)
2570 {
2571        return 0*SD_ASYM_PACKING;
2572 }
2573
2574 /**
2575  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
2576  *                      sched doman.
2577  *
2578  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
2579  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
2580  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
2581  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
2582  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
2583  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
2584  *
2585  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
2586  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
2587  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
2588  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
2589  * number.
2590  *
2591  * @sd: The sched_domain whose packing is to be checked.
2592  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
2593  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
2594  * @imbalance: returns amount of imbalanced due to packing.
2595  *
2596  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
2597  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
2598  */
2599 static int check_asym_packing(struct sched_domain *sd,
2600                               struct sd_lb_stats *sds,
2601                               int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2602 {
2603         int busiest_cpu;
2604
2605         if (!(sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
2606                 return 0;
2607
2608         if (!sds->busiest)
2609                 return 0;
2610
2611         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
2612         if (this_cpu > busiest_cpu)
2613                 return 0;
2614
2615         *imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(sds->max_load * sds->busiest->cpu_power,
2616                                        SCHED_LOAD_SCALE);
2617         return 1;
2618 }
2619
2620 /**
2621  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
2622  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
2623  *                      load balancing.
2624  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2625  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
2626  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2627  */
2628 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
2629                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2630 {
2631         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
2632         unsigned int imbn = 2;
2633         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
2634
2635         if (sds->this_nr_running) {
2636                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
2637                 if (sds->busiest_load_per_task >
2638                                 sds->this_load_per_task)
2639                         imbn = 1;
2640         } else
2641                 sds->this_load_per_task =
2642                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2643
2644         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
2645                                                  * SCHED_LOAD_SCALE;
2646         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->cpu_power;
2647
2648         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
2649                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
2650                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2651                 return;
2652         }
2653
2654         /*
2655          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
2656          * however we may be able to increase total CPU power used by
2657          * moving them.
2658          */
2659
2660         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
2661                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
2662         pwr_now += sds->this->cpu_power *
2663                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
2664         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
2665
2666         /* Amount of load we'd subtract */
2667         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2668                 sds->busiest->cpu_power;
2669         if (sds->max_load > tmp)
2670                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
2671                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
2672
2673         /* Amount of load we'd add */
2674         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
2675                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
2676                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
2677                         sds->this->cpu_power;
2678         else
2679                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2680                         sds->this->cpu_power;
2681         pwr_move += sds->this->cpu_power *
2682                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
2683         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
2684
2685         /* Move if we gain throughput */
2686         if (pwr_move > pwr_now)
2687                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2688 }
2689
2690 /**
2691  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
2692  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
2693  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2694  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
2695  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
2696  */
2697 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
2698                 unsigned long *imbalance)
2699 {
2700         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
2701
2702         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
2703         if (sds->group_imb) {
2704                 sds->busiest_load_per_task =
2705                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
2706         }
2707
2708         /*
2709          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
2710          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
2711          * its cpu_power, while calculating max_load..)
2712          */
2713         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
2714                 *imbalance = 0;
2715                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2716         }
2717
2718         if (!sds->group_imb) {
2719                 /*
2720                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
2721                  */
2722                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
2723                                                 sds->busiest_group_capacity);
2724
2725                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_LOAD_SCALE);
2726
2727                 load_above_capacity /= sds->busiest->cpu_power;
2728         }
2729
2730         /*
2731          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
2732          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
2733          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
2734          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
2735          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
2736          * for the minimum possible imbalance.
2737          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
2738          * with unsigned longs.
2739          */
2740         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
2741
2742         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
2743         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
2744                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
2745                         / SCHED_LOAD_SCALE;
2746
2747         /*
2748          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
2749          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
2750          * a think about bumping its value to force at least one task to be
2751          * moved
2752          */
2753         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
2754                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2755
2756 }
2757 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
2758
2759 /**
2760  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
2761  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
2762  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
2763  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
2764  * such a group exists.
2765  *
2766  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
2767  * to restore balance.
2768  *
2769  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
2770  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
2771  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
2772  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
2773  * @idle: The idle status of this_cpu.
2774  * @sd_idle: The idleness of sd
2775  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
2776  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
2777  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
2778  *
2779  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
2780  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
2781  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
2782  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
2783  */
2784 static struct sched_group *
2785 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2786                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
2787                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
2788 {
2789         struct sd_lb_stats sds;
2790
2791         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
2792
2793         /*
2794          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
2795          * this level.
2796          */
2797         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
2798                                         balance, &sds);
2799
2800         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
2801         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
2802          *    at this level.
2803          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
2804          * 3) This group is the busiest group.
2805          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
2806          *    sched_domain.
2807          * 5) The imbalance is within the specified limit.
2808          */
2809         if (!(*balance))
2810                 goto ret;
2811
2812         if ((idle == CPU_IDLE || idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
2813             check_asym_packing(sd, &sds, this_cpu, imbalance))
2814                 return sds.busiest;
2815
2816         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
2817                 goto out_balanced;
2818
2819         if (sds.this_load >= sds.max_load)
2820                 goto out_balanced;
2821
2822         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
2823
2824         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
2825                 goto out_balanced;
2826
2827         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
2828                 goto out_balanced;
2829
2830         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
2831         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
2832         return sds.busiest;
2833
2834 out_balanced:
2835         /*
2836          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
2837          * to save power.
2838          */
2839         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
2840                 return sds.busiest;
2841 ret:
2842         *imbalance = 0;
2843         return NULL;
2844 }
2845
2846 /*
2847  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
2848  */
2849 static struct rq *
2850 find_busiest_queue(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group,
2851                    enum cpu_idle_type idle, unsigned long imbalance,
2852                    const struct cpumask *cpus)
2853 {
2854         struct rq *busiest = NULL, *rq;
2855         unsigned long max_load = 0;
2856         int i;
2857
2858         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2859                 unsigned long power = power_of(i);
2860                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
2861                 unsigned long wl;
2862
2863                 if (!capacity)
2864                         capacity = fix_small_capacity(sd, group);
2865
2866                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
2867                         continue;
2868
2869                 rq = cpu_rq(i);
2870                 wl = weighted_cpuload(i);
2871
2872                 /*
2873                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
2874                  * which is not scaled with the cpu power.
2875                  */
2876                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
2877                         continue;
2878
2879                 /*
2880                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
2881                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
2882                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
2883                  * running at a lower capacity.
2884                  */
2885                 wl = (wl * SCHED_LOAD_SCALE) / power;
2886
2887                 if (wl > max_load) {
2888                         max_load = wl;
2889                         busiest = rq;
2890                 }
2891         }
2892
2893         return busiest;
2894 }
2895
2896 /*
2897  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
2898  * so long as it is large enough.
2899  */
2900 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
2901
2902 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
2903 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
2904
2905 static int need_active_balance(struct sched_domain *sd, int sd_idle, int idle,
2906                                int busiest_cpu, int this_cpu)
2907 {
2908         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
2909
2910                 /*
2911                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
2912                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
2913                  * lowest numbered CPUs.
2914                  */
2915                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && busiest_cpu > this_cpu)
2916                         return 1;
2917
2918                 /*
2919                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
2920                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
2921                  * package.
2922                  *
2923                  * The package power saving logic comes from
2924                  * find_busiest_group(). If there are no imbalance, then
2925                  * f_b_g() will return NULL. However when sched_mc={1,2} then
2926                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
2927                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
2928                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
2929                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
2930                  * action will be taken in load_balance_newidle().
2931                  *
2932                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
2933                  * will be more than one task in the source run queue and
2934                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
2935                  * active balance code will not be triggered.
2936                  */
2937                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
2938                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2939                         return 0;
2940
2941                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
2942                         return 0;
2943         }
2944
2945         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
2946 }
2947
2948 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
2949
2950 /*
2951  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
2952  * tasks if there is an imbalance.
2953  */
2954 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
2955                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2956                         int *balance)
2957 {
2958         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
2959         struct sched_group *group;
2960         unsigned long imbalance;
2961         struct rq *busiest;
2962         unsigned long flags;
2963         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
2964
2965         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
2966
2967         /*
2968          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
2969          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
2970          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
2971          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
2972          */
2973         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
2974             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2975                 sd_idle = 1;
2976
2977         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
2978
2979 redo:
2980         update_shares(sd);
2981         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
2982                                    cpus, balance);
2983
2984         if (*balance == 0)
2985                 goto out_balanced;
2986
2987         if (!group) {
2988                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
2989                 goto out_balanced;
2990         }
2991
2992         busiest = find_busiest_queue(sd, group, idle, imbalance, cpus);
2993         if (!busiest) {
2994                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
2995                 goto out_balanced;
2996         }
2997
2998         BUG_ON(busiest == this_rq);
2999
3000         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
3001
3002         ld_moved = 0;
3003         if (busiest->nr_running > 1) {
3004                 /*
3005                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
3006                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
3007                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
3008                  * correctly treated as an imbalance.
3009                  */
3010                 local_irq_save(flags);
3011                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
3012                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3013                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
3014                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
3015                 local_irq_restore(flags);
3016
3017                 /*
3018                  * some other cpu did the load balance for us.
3019                  */
3020                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
3021                         resched_cpu(this_cpu);
3022
3023                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
3024                 if (unlikely(all_pinned)) {
3025                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
3026                         if (!cpumask_empty(cpus))
3027                                 goto redo;
3028                         goto out_balanced;
3029                 }
3030         }
3031
3032         if (!ld_moved) {
3033                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
3034                 sd->nr_balance_failed++;
3035
3036                 if (need_active_balance(sd, sd_idle, idle, cpu_of(busiest),
3037                                         this_cpu)) {
3038                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
3039
3040                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
3041                          * if the curr task on busiest cpu can't be
3042                          * moved to this_cpu
3043                          */
3044                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
3045                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
3046                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
3047                                                             flags);
3048                                 all_pinned = 1;
3049                                 goto out_one_pinned;
3050                         }
3051
3052                         /*
3053                          * ->active_balance synchronizes accesses to
3054                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
3055                          * only after active load balance is finished.
3056                          */
3057                         if (!busiest->active_balance) {
3058                                 busiest->active_balance = 1;
3059                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
3060                                 active_balance = 1;
3061                         }
3062                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3063
3064                         if (active_balance)
3065                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
3066                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
3067                                         &busiest->active_balance_work);
3068
3069                         /*
3070                          * We've kicked active balancing, reset the failure
3071                          * counter.
3072                          */
3073                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
3074                 }
3075         } else
3076                 sd->nr_balance_failed = 0;
3077
3078         if (likely(!active_balance)) {
3079                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
3080                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
3081         } else {
3082                 /*
3083                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
3084                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
3085                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3086                  * move_tasks).
3087                  */
3088                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3089                         sd->balance_interval *= 2;
3090         }
3091
3092         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3093             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3094                 ld_moved = -1;
3095
3096         goto out;
3097
3098 out_balanced:
3099         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3100
3101         sd->nr_balance_failed = 0;
3102
3103 out_one_pinned:
3104         /* tune up the balancing interval */
3105         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3106                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3107                 sd->balance_interval *= 2;
3108
3109         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3110             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3111                 ld_moved = -1;
3112         else
3113                 ld_moved = 0;
3114 out:
3115         if (ld_moved)
3116                 update_shares(sd);
3117         return ld_moved;
3118 }
3119
3120 /*
3121  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
3122  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
3123  */
3124 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
3125 {
3126         struct sched_domain *sd;
3127         int pulled_task = 0;
3128         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
3129
3130         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
3131
3132         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
3133                 return;
3134
3135         /*
3136          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
3137          */
3138         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
3139
3140         for_each_domain(this_cpu, sd) {
3141                 unsigned long interval;
3142                 int balance = 1;
3143
3144                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3145                         continue;
3146
3147                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
3148                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
3149                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
3150                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
3151                 }
3152
3153                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
3154                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
3155                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3156                 if (pulled_task) {
3157                         this_rq->idle_stamp = 0;
3158                         break;
3159                 }
3160         }
3161
3162         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
3163
3164         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
3165                 /*
3166                  * We are going idle. next_balance may be set based on
3167                  * a busy processor. So reset next_balance.
3168                  */
3169                 this_rq->next_balance = next_balance;
3170         }
3171 }
3172
3173 /*
3174  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
3175  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
3176  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
3177  * avoids physical / logical imbalances.
3178  */
3179 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
3180 {
3181         struct rq *busiest_rq = data;
3182         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
3183         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
3184         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
3185         struct sched_domain *sd;
3186
3187         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
3188
3189         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
3190         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
3191                      !busiest_rq->active_balance))
3192                 goto out_unlock;
3193
3194         /* Is there any task to move? */
3195         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
3196                 goto out_unlock;
3197
3198         /*
3199          * This condition is "impossible", if it occurs
3200          * we need to fix it. Originally reported by
3201          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
3202          */
3203         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
3204
3205         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
3206         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
3207
3208         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
3209         for_each_domain(target_cpu, sd) {
3210                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
3211                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
3212                                 break;
3213         }
3214
3215         if (likely(sd)) {
3216                 schedstat_inc(sd, alb_count);
3217
3218                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
3219                                   sd, CPU_IDLE))
3220                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
3221                 else
3222                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
3223         }
3224         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
3225 out_unlock:
3226         busiest_rq->active_balance = 0;
3227         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
3228         return 0;
3229 }
3230
3231 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3232
3233 static DEFINE_PER_CPU(struct call_single_data, remote_sched_softirq_cb);
3234
3235 static void trigger_sched_softirq(void *data)
3236 {
3237         raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
3238 }
3239
3240 static inline void init_sched_softirq_csd(struct call_single_data *csd)
3241 {
3242         csd->func = trigger_sched_softirq;
3243         csd->info = NULL;
3244         csd->flags = 0;
3245         csd->priv = 0;
3246 }
3247
3248 /*
3249  * idle load balancing details
3250  * - One of the idle CPUs nominates itself as idle load_balancer, while
3251  *   entering idle.
3252  * - This idle load balancer CPU will also go into tickless mode when
3253  *   it is idle, just like all other idle CPUs
3254  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
3255  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
3256  *   load balancing for all the idle CPUs.
3257  */
3258 static struct {
3259         atomic_t load_balancer;
3260         atomic_t first_pick_cpu;
3261         atomic_t second_pick_cpu;
3262         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
3263         cpumask_var_t grp_idle_mask;
3264         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
3265 } nohz ____cacheline_aligned;
3266
3267 int get_nohz_load_balancer(void)
3268 {
3269         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
3270 }
3271
3272 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3273 /**
3274  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
3275  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
3276  *              be returned.
3277  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
3278  *              for the given cpu.
3279  *
3280  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
3281  */
3282 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
3283 {
3284         struct sched_domain *sd;
3285
3286         for_each_domain(cpu, sd)
3287                 if (sd && (sd->flags & flag))
3288                         break;
3289
3290         return sd;
3291 }
3292
3293 /**
3294  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
3295  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
3296  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
3297  *              for cpu.
3298  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
3299  *
3300  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
3301  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
3302  */
3303 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
3304         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
3305                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
3306
3307 /**
3308  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
3309  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
3310  *
3311  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
3312  *
3313  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
3314  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
3315  * sched_group is semi-idle or not.
3316  */
3317 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
3318 {
3319         cpumask_and(nohz.grp_idle_mask, nohz.idle_cpus_mask,
3320                                         sched_group_cpus(ilb_group));
3321
3322         /*
3323          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
3324          * and atleast one idle cpu.
3325          */
3326         if (cpumask_empty(nohz.grp_idle_mask))
3327                 return 0;
3328
3329         if (cpumask_equal(nohz.grp_idle_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
3330                 return 0;
3331
3332         return 1;
3333 }
3334 /**
3335  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
3336  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
3337  *
3338  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
3339  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
3340  *
3341  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
3342  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
3343  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
3344  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
3345  */
3346 static int find_new_ilb(int cpu)
3347 {
3348         struct sched_domain *sd;
3349         struct sched_group *ilb_group;
3350
3351         /*
3352          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
3353          * when power-aware load balancing is enabled
3354          */
3355         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
3356                 goto out_done;
3357
3358         /*
3359          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
3360          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
3361          */
3362         if (cpumask_weight(nohz.idle_cpus_mask) < 2)
3363                 goto out_done;
3364
3365         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
3366                 ilb_group = sd->groups;
3367
3368                 do {
3369                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
3370                                 return cpumask_first(nohz.grp_idle_mask);
3371
3372                         ilb_group = ilb_group->next;
3373
3374                 } while (ilb_group != sd->groups);
3375         }
3376
3377 out_done:
3378         return nr_cpu_ids;
3379 }
3380 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
3381 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
3382 {
3383         return nr_cpu_ids;
3384 }
3385 #endif
3386
3387 /*
3388  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
3389  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
3390  * CPU (if there is one).
3391  */
3392 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
3393 {
3394         int ilb_cpu;
3395
3396         nohz.next_balance++;
3397
3398         ilb_cpu = get_nohz_load_balancer();
3399
3400         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids) {
3401                 ilb_cpu = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
3402                 if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
3403                         return;
3404         }
3405
3406         if (!cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick) {
3407                 struct call_single_data *cp;
3408
3409                 cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick = 1;
3410                 cp = &per_cpu(remote_sched_softirq_cb, cpu);
3411                 __smp_call_function_single(ilb_cpu, cp, 0);
3412         }
3413         return;
3414 }
3415
3416 /*
3417  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
3418  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
3419  * load balancing on behalf of all those cpus.
3420  *
3421  * When the ilb owner becomes busy, we will not have new ilb owner until some
3422  * idle CPU wakes up and goes back to idle or some busy CPU tries to kick
3423  * idle load balancing by kicking one of the idle CPUs.
3424  *
3425  * Ticks are stopped for the ilb owner as well, with busy CPU kicking this
3426  * ilb owner CPU in future (when there is a need for idle load balancing on
3427  * behalf of all idle CPUs).
3428  */
3429 void select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
3430 {
3431         int cpu = smp_processor_id();
3432
3433         if (stop_tick) {
3434                 if (!cpu_active(cpu)) {
3435                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
3436                                 return;
3437
3438                         /*
3439                          * If we are going offline and still the leader,
3440                          * give up!
3441                          */
3442                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
3443                                            nr_cpu_ids) != cpu)
3444                                 BUG();
3445
3446                         return;
3447                 }
3448
3449                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
3450
3451                 if (atomic_read(&nohz.first_pick_cpu) == cpu)
3452                         atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3453                 if (atomic_read(&nohz.second_pick_cpu) == cpu)
3454                         atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3455
3456                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) >= nr_cpu_ids) {
3457                         int new_ilb;
3458
3459                         /* make me the ilb owner */
3460                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids,
3461                                            cpu) != nr_cpu_ids)
3462                                 return;
3463
3464                         /*
3465                          * Check to see if there is a more power-efficient
3466                          * ilb.
3467                          */
3468                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
3469                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
3470                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids);
3471                                 resched_cpu(new_ilb);
3472                                 return;
3473                         }
3474                         return;
3475                 }
3476         } else {
3477                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
3478                         return;
3479
3480                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
3481
3482                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3483                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
3484                                            nr_cpu_ids) != cpu)
3485                                 BUG();
3486         }
3487         return;
3488 }
3489 #endif
3490
3491 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
3492
3493 /*
3494  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
3495  * and initiates a balancing operation if so.
3496  *
3497  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
3498  */
3499 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
3500 {
3501         int balance = 1;
3502         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3503         unsigned long interval;
3504         struct sched_domain *sd;
3505         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
3506         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
3507         int update_next_balance = 0;
3508         int need_serialize;
3509
3510         for_each_domain(cpu, sd) {
3511                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3512                         continue;
3513
3514                 interval = sd->balance_interval;
3515                 if (idle != CPU_IDLE)
3516                         interval *= sd->busy_factor;
3517
3518                 /* scale ms to jiffies */
3519                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
3520                 if (unlikely(!interval))
3521                         interval = 1;
3522                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
3523                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
3524
3525                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
3526
3527                 if (need_serialize) {
3528                         if (!spin_trylock(&balancing))
3529                                 goto out;
3530                 }
3531
3532                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
3533                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
3534                                 /*
3535                                  * We've pulled tasks over so either we're no
3536                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
3537                                  * not idle.
3538                                  */
3539                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
3540                         }
3541                         sd->last_balance = jiffies;
3542                 }
3543                 if (need_serialize)
3544                         spin_unlock(&balancing);
3545 out:
3546                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
3547                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3548                         update_next_balance = 1;
3549                 }
3550
3551                 /*
3552                  * Stop the load balance at this level. There is another
3553                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
3554                  * actively.
3555                  */
3556                 if (!balance)
3557                         break;
3558         }
3559
3560         /*
3561          * next_balance will be updated only when there is a need.
3562          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
3563          * updated.
3564          */
3565         if (likely(update_next_balance))
3566                 rq->next_balance = next_balance;
3567 }
3568
3569 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3570 /*
3571  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
3572  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
3573  */
3574 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
3575 {
3576         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3577         struct rq *rq;
3578         int balance_cpu;
3579
3580         if (idle != CPU_IDLE || !this_rq->nohz_balance_kick)
3581                 return;
3582
3583         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
3584                 if (balance_cpu == this_cpu)
3585                         continue;
3586
3587                 /*
3588                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
3589                  * work being done for other cpus. Next load
3590                  * balancing owner will pick it up.
3591                  */
3592                 if (need_resched()) {
3593                         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
3594                         break;
3595                 }
3596
3597                 raw_spin_lock_irq(&this_rq->lock);
3598                 update_cpu_load(this_rq);
3599                 raw_spin_unlock_irq(&this_rq->lock);
3600
3601                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
3602
3603                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
3604                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
3605                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
3606         }
3607         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
3608         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
3609 }
3610
3611 /*
3612  * Current heuristic for kicking the idle load balancer
3613  * - first_pick_cpu is the one of the busy CPUs. It will kick
3614  *   idle load balancer when it has more than one process active. This
3615  *   eliminates the need for idle load balancing altogether when we have
3616  *   only one running process in the system (common case).
3617  * - If there are more than one busy CPU, idle load balancer may have
3618  *   to run for active_load_balance to happen (i.e., two busy CPUs are
3619  *   SMT or core siblings and can run better if they move to different
3620  *   physical CPUs). So, second_pick_cpu is the second of the busy CPUs
3621  *   which will kick idle load balancer as soon as it has any load.
3622  */
3623 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
3624 {
3625         unsigned long now = jiffies;
3626         int ret;
3627         int first_pick_cpu, second_pick_cpu;
3628
3629         if (time_before(now, nohz.next_balance))
3630                 return 0;
3631
3632         if (!rq->nr_running)
3633                 return 0;
3634
3635         first_pick_cpu = atomic_read(&nohz.first_pick_cpu);
3636         second_pick_cpu = atomic_read(&nohz.second_pick_cpu);
3637
3638         if (first_pick_cpu < nr_cpu_ids && first_pick_cpu != cpu &&
3639             second_pick_cpu < nr_cpu_ids && second_pick_cpu != cpu)
3640                 return 0;
3641
3642         ret = atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
3643         if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
3644                 atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3645                 if (rq->nr_running > 1)
3646                         return 1;
3647         } else {
3648                 ret = atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
3649                 if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
3650                         if (rq->nr_running)
3651                                 return 1;
3652                 }
3653         }
3654         return 0;
3655 }
3656 #else
3657 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
3658 #endif
3659
3660 /*
3661  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
3662  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
3663  */
3664 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
3665 {
3666         int this_cpu = smp_processor_id();
3667         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3668         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
3669                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
3670
3671         rebalance_domains(this_cpu, idle);
3672
3673         /*
3674          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
3675          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
3676          * stopped.
3677          */
3678         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
3679 }
3680
3681 static inline int on_null_domain(int cpu)
3682 {
3683         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
3684 }
3685
3686 /*
3687  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
3688  */
3689 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
3690 {
3691         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
3692         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
3693             likely(!on_null_domain(cpu)))
3694                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
3695 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3696         else if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
3697                 nohz_balancer_kick(cpu);
3698 #endif
3699 }
3700
3701 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
3702 {
3703         update_sysctl();
3704 }
3705
3706 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
3707 {
3708         update_sysctl();
3709 }
3710
3711 #else   /* CONFIG_SMP */
3712
3713 /*
3714  * on UP we do not need to balance between CPUs:
3715  */
3716 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
3717 {
3718 }
3719
3720 #endif /* CONFIG_SMP */
3721
3722 /*
3723  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
3724  */
3725 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
3726 {
3727         struct cfs_rq *cfs_rq;
3728         struct sched_entity *se = &curr->se;
3729
3730         for_each_sched_entity(se) {
3731                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3732                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
3733         }
3734 }
3735
3736 /*
3737  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
3738  *  - child not yet on the tasklist
3739  *  - preemption disabled
3740  */
3741 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
3742 {
3743         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(current);
3744         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
3745         int this_cpu = smp_processor_id();
3746         struct rq *rq = this_rq();
3747         unsigned long flags;
3748
3749         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3750
3751         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu))
3752                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
3753
3754         update_curr(cfs_rq);
3755
3756         if (curr)
3757                 se->vruntime = curr->vruntime;
3758         place_entity(cfs_rq, se, 1);
3759
3760         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
3761                 /*
3762                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
3763                  * 'current' within the tree based on its new key value.
3764                  */
3765                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
3766                 resched_task(rq->curr);
3767         }
3768
3769         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3770
3771         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3772 }
3773
3774 /*
3775  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
3776  * the current task.
3777  */
3778 static void prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3779                               int oldprio, int running)
3780 {
3781         /*
3782          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
3783          * our priority decreased, or if we are not currently running on
3784          * this runqueue and our priority is higher than the current's
3785          */
3786         if (running) {
3787                 if (p->prio > oldprio)
3788                         resched_task(rq->curr);
3789         } else
3790                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3791 }
3792
3793 /*
3794  * We switched to the sched_fair class.
3795  */
3796 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3797                              int running)
3798 {
3799         /*
3800          * We were most likely switched from sched_rt, so
3801          * kick off the schedule if running, otherwise just see
3802          * if we can still preempt the current task.
3803          */
3804         if (running)
3805                 resched_task(rq->curr);
3806         else
3807                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3808 }
3809
3810 /* Account for a task changing its policy or group.
3811  *
3812  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
3813  * migrates between groups/classes.
3814  */
3815 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
3816 {
3817         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
3818
3819         for_each_sched_entity(se)
3820                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
3821 }
3822
3823 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3824 static void moved_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
3825 {
3826         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
3827
3828         update_curr(cfs_rq);
3829         if (!on_rq)
3830                 place_entity(cfs_rq, &p->se, 1);
3831 }
3832 #endif
3833
3834 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
3835 {
3836         struct sched_entity *se = &task->se;
3837         unsigned int rr_interval = 0;
3838
3839         /*
3840          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
3841          * idle runqueue:
3842          */
3843         if (rq->cfs.load.weight)
3844                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
3845
3846         return rr_interval;
3847 }
3848
3849 /*
3850  * All the scheduling class methods:
3851  */
3852 static const struct sched_class fair_sched_class = {
3853         .next                   = &idle_sched_class,
3854         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
3855         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
3856         .yield_task             = yield_task_fair,
3857
3858         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
3859
3860         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
3861         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
3862
3863 #ifdef CONFIG_SMP
3864         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
3865
3866         .rq_online              = rq_online_fair,
3867         .rq_offline             = rq_offline_fair,
3868
3869         .task_waking            = task_waking_fair,
3870 #endif
3871
3872         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
3873         .task_tick              = task_tick_fair,
3874         .task_fork              = task_fork_fair,
3875
3876         .prio_changed           = prio_changed_fair,
3877         .switched_to            = switched_to_fair,
3878
3879         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
3880
3881 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3882         .moved_group            = moved_group_fair,
3883 #endif
3884 };
3885
3886 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3887 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
3888 {
3889         struct cfs_rq *cfs_rq;
3890
3891         rcu_read_lock();
3892         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
3893                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
3894         rcu_read_unlock();
3895 }
3896 #endif